ओवरहेड बिजली लाइनों के तार और केबल

पर हवाई रेखाएं विद्युत पारेषण 1000 वी से ऊपर वोल्टेज, नंगे तारों और केबलों का उपयोग किया जाता है। बाहर होने के नाते, वे वातावरण (हवा, बर्फ, तापमान परिवर्तन) और आसपास की हवा से हानिकारक अशुद्धियों (रासायनिक संयंत्रों, समुद्री नमक से सल्फर गैसों) के संपर्क में हैं और इसलिए पर्याप्त यांत्रिक शक्ति होनी चाहिए और जंग (जंग) के लिए प्रतिरोधी होना चाहिए।

वर्तमान में, स्टील-एल्यूमीनियम कंडक्टरों को ओवरहेड लाइनों में सबसे बड़ा आवेदन मिला है।

पहले, तांबे के तारों का उपयोग ओवरहेड लाइनों पर किया जाता था, और अब एल्यूमीनियम, स्टील-एल्यूमीनियम और स्टील का उपयोग किया जाता है, और कुछ मामलों में, विशेष एल्यूमीनियम मिश्र धातु - एल्ड्रियम, आदि के तार। बिजली संरक्षण केबल आमतौर पर स्टील से बने होते हैं।

वे डिजाइन द्वारा प्रतिष्ठित हैं:

ए) एक धातु के मल्टी-कोर कंडक्टर, जिसमें 7 (कंडक्टर के क्रॉस-सेक्शन के आधार पर) शामिल हैं; 19 और 37 अलग-अलग तारों को एक साथ घुमाया गया (चित्र 1, बी);

बी) एकल-तार तार जिसमें एक ठोस तार होता है (चित्र 1, ए);

ग) दो धातुओं - स्टील और एल्यूमीनियम या स्टील और कांस्य के फंसे कंडक्टर।पारंपरिक डिजाइन (क्लास एसी) के स्टील-एल्यूमीनियम कंडक्टर में एक जस्ती स्टील कोर (एकल-तार या 7 या 19 तारों का मुड़) होता है, जिसके चारों ओर एक एल्यूमीनियम हिस्सा स्थित होता है, जिसमें 6, 24 या अधिक तार होते हैं (चित्र 1)। , डिग्री सेल्सियस)।

चावल। 1. ओवरहेड लाइनों के तारों का निर्माण: ए — एकल-तार तार; बी - फंसे कंडक्टर; सी - स्टील-एल्यूमीनियम तार।

नंगे एल्यूमीनियम और स्टील-एल्यूमीनियम कंडक्टरों का संरचनात्मक डिजाइन डेटा GOST 839-80 में है।

यह सभी देखें: ओवरहेड बिजली लाइनों के लिए नंगे तार संरचनाएं

वायु लाइनों के चयन में कई कारकों पर विचार करना शामिल है, जिनमें से एक सबसे महत्वपूर्ण विद्युत प्रवाह के साथ लंबे समय तक गर्म करना है। तारों के गर्म होने से ओवरहेड लाइन की संचरण क्षमता सीमित हो जाती है, जिससे तारों का क्षरण होता है, उनकी यांत्रिक शक्ति का नुकसान होता है, शिथिलता में वृद्धि होती है, आदि। कंडक्टरों का तापमान वर्तमान भार और ओवरहेड लाइन मार्ग की मौसम की स्थिति पर निर्भर करता है।

तारों की भार वहन क्षमता मौसम की स्थिति-हवा की गति, परिवेश के तापमान और सौर विकिरण से बहुत प्रभावित होती है, जो पूरे वर्ष व्यापक रूप से भिन्न होती है।

कहा जाता है कि हवा की गति में बदलाव का हवा के तापमान में बदलाव की तुलना में अधिक प्रभाव पड़ता है। स्थिर हवा की स्थिति की तुलना में 0.6 मीटर / सेकंड की गति वाली एक कमजोर हवा तारों के प्रवाह को 140% तक बढ़ा देती है, जबकि परिवेश के तापमान में 10 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि इसे 10-15% कम कर देती है।

तांबे के तार

मेरे तार, कसकर खींचे गए तांबे के तार से बने, कम प्रतिरोध (आर = 18.0 ओहम x मिमी2/किमी) और अच्छी यांत्रिक शक्ति है: अधिकतम तन्यता ताकत एसपी = 36 ... 40 किग्रा/मिमी2, हानिकारक से वायुमंडलीय प्रभावों और क्षरण का सफलतापूर्वक प्रतिरोध करते हैं हवा में अशुद्धियाँ।

तांबे के तारों को एम अक्षर के साथ तार के नाममात्र क्रॉस-सेक्शन के साथ चिह्नित किया जाता है। तो, 50 मिमी 2 के नाममात्र क्रॉस-सेक्शन वाले तांबे के तार को एम - 50 के साथ चिह्नित किया गया है।

वर्तमान में, तांबा एक दुर्लभ और महंगी सामग्री है, यही वजह है कि यह ओवरहेड बिजली लाइनों के लिए कंडक्टर के रूप में व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है। तांबा, तांबा, कांस्य और स्टील-कांस्य कंडक्टर को बचाने के लिए 1960 के दशक में बंद कर दिया गया था।

एल्युमिनियम के तार

एल्युमिनियम के तार तांबे के तारों से बहुत कम द्रव्यमान, थोड़ा अधिक विशिष्ट प्रतिरोध (r = 28.7 ... 28.8 ओम x mm2/ किमी) और कम यांत्रिक शक्ति के साथ भिन्न होते हैं: sp = 15.6 kgf / mm2 — एटी क्लास कंडक्टर और एसपी = के कंडक्टर के लिए 16 … 18 kgf / mm2 एटीपी तार।

एल्यूमीनियम के तार मुख्य रूप से स्थानीय नेटवर्क में उपयोग किए जाते हैं। इन तारों की कम यांत्रिक शक्ति उच्च वोल्टेज की अनुमति नहीं देती है। बड़े तीरों से बचने और आवश्यक सुरक्षित करने के लिए पीयूई जमीन से लाइन का न्यूनतम आकार, समर्थनों के बीच की दूरी को कम करना आवश्यक है और इससे लाइन की लागत बढ़ जाती है।

एल्यूमीनियम तारों की यांत्रिक शक्ति को बढ़ाने के लिए, वे बहु-फंसे, कठोर-खींचे तारों से बने होते हैं। वायुमंडलीय प्रभावों के प्रति अच्छी तरह से सहिष्णु, एल्यूमीनियम तार हवा से हानिकारक अशुद्धियों के प्रभाव का सामना नहीं करते हैं।

इसलिए, समुंदर के किनारे, नमक झीलों और रासायनिक संयंत्रों के पास निर्मित ओवरहेड लाइनों के लिए, एकेपी ब्रांड एल्यूमीनियम कंडक्टर जंग के खिलाफ संरक्षित (एल्यूमीनियम जंग प्रतिरोधी, तटस्थ ग्रीस के साथ कंडक्टर के बीच की जगह भरने के साथ) की सिफारिश की जाती है। कंडक्टर के नाममात्र क्रॉस-सेक्शन को जोड़ने के साथ एल्यूमीनियम कंडक्टर को अक्षर ए के साथ चिह्नित किया जाता है।

स्टील के तार

स्टील के तारों में उच्च यांत्रिक शक्ति होती है: अधिकतम ब्रेकिंग स्ट्रेंथ sp = 55 ... 70 kgf / mm2 ... स्टील के तार सिंगल-वायर या मल्टी-वायर होते हैं।

स्टील के तारों का विद्युत प्रतिरोध एल्यूमीनियम की तुलना में बहुत अधिक है, और एसी नेटवर्क में यह तार के माध्यम से बहने वाली धारा की मात्रा पर निर्भर करता है। अपेक्षाकृत कम बिजली संचारित करते समय स्टील के तारों का उपयोग स्थानीय नेटवर्क में 10 kV तक के वोल्टेज के साथ किया जाता है, जब एल्यूमीनियम तारों के साथ लाइनों का निर्माण कम लाभदायक होता है।

स्टील के तारों और केबलों का एक महत्वपूर्ण नुकसान जंग के प्रति उनकी संवेदनशीलता है। जंग को कम करने के लिए, तारों को जस्ती किया जाता है। फंसे हुए स्टील वायर के दो ब्रांड उपलब्ध हैं: पीएस (स्टील वायर) और पीएमएस (कॉपर स्टील वायर)। पीएस तारों में तांबे का जोड़ 0.2% तक होता है, और पीएसओ तारों को 3 के व्यास के साथ बनाया जाता है; 3.5; 5 मिमी। स्टील मल्टी-वायर केबल लाइटनिंग प्रोटेक्शन केबल ग्रेड S-35, S-50 और S-70 में उत्पादित किए जाते हैं।

स्टील-एल्यूमीनियम तार

स्टील-एल्यूमीनियम कंडक्टरों में समान क्रॉस-सेक्शन के एल्यूमीनियम कंडक्टरों के समान प्रतिरोध होता है, क्योंकि स्टील-एल्यूमीनियम कंडक्टरों की विद्युत गणना में, स्टील के हिस्से की चालकता की चालकता की तुलना में इसकी तुच्छता के कारण ध्यान में नहीं रखा जाता है। कंडक्टरों का एल्यूमीनियम हिस्सा।

स्ट्रक्चरल स्टील के तार स्टील एल्यूमीनियम तार के अंदर बनाते हैं, और एल्यूमीनियम तार बाहर बनाते हैं। स्टील को यांत्रिक शक्ति बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, एल्यूमीनियम एक प्रवाहकीय हिस्सा है।

स्टील-एल्यूमीनियम तारों के साथ, एल्यूमीनियम और स्टील के थर्मल विस्तार के विभिन्न गुणांकों के कारण, तार के एल्यूमीनियम भाग में अतिरिक्त आंतरिक तनाव उत्पन्न होते हैं।

कंपन के कारण कंडक्टरों की तेजी से थकान को रोकने के लिए सभी कंडक्टरों के लिए औसत वार्षिक तापमान पर अनिवार्य तार तनाव सीमा आवश्यक है।

यह प्रायोगिक रूप से स्थापित किया गया था कि एल्यूमीनियम 65 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर अपनी ताकत के गुणों को खोना शुरू कर देता है। इसे ध्यान में रखते हुए, स्टील-एल्यूमीनियम तारों के अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान को चुनते समय, एल्यूमीनियम की ताकत में 12 की कमी की योजना बनाने की सिफारिश की जाती है। - 15% (जो 7 - 8% पूरे तार की ताकत का नुकसान है) ) उनके पूरे सेवा जीवन में, जो लगभग 90 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 50 वर्षों तक तार के निरंतर संचालन से मेल खाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए तारों के अल्पकालिक आपातकालीन अधिभार के कारण यांत्रिक शक्ति का कुल नुकसान 1% से अधिक नहीं होता है।

स्टील-एल्यूमीनियम तारों के निम्नलिखित ब्रांड (GOST 839-80) का उत्पादन किया जाता है:

एसी - तार जिसमें एक कोर - जस्ती स्टील के तार और एल्यूमीनियम तारों की एक या एक से अधिक बाहरी परतें होती हैं। तार जमीन पर बिछाने के लिए अभिप्रेत है, प्रदूषित हवा वाले क्षेत्रों को छोड़कर हानिकारक रासायनिक यौगिकों के साथ;

पूछताछ, एएसकेपी - एसी ब्रांड तार के समान, लेकिन स्टील कोर (सी) या पूरे तार (पी) के साथ तेल से भरा हुआ है जो तार जंग की घटना का प्रतिकार करता है। समुद्र के किनारे, नमक की झीलों और प्रदूषित हवा वाले औद्योगिक क्षेत्रों में बिछाने के लिए डिज़ाइन किया गया;

एएसके - एएसके तार के समान, लेकिन एक स्टील कोर के साथ एक प्लास्टिक शीथ के साथ अछूता रहता है। तार के अंकन में, अक्षर A के बाद, अक्षर P हो सकता है, जो इंगित करता है कि तार ने यांत्रिक शक्ति में वृद्धि की है (उदाहरण के लिए, APSK)।

सभी ब्रांडों के स्टील-एल्यूमीनियम तारों को तार के एल्यूमीनियम भाग के क्रॉस-सेक्शन के स्टील कोर के क्रॉस-सेक्शन के एक अलग अनुपात के साथ उत्पादित किया जाता है: 6.0 के भीतर ... 6.16 - माध्यम में तार के संचालन के लिए यांत्रिक भार की स्थिति; 4.29 ... 4.39 — शक्ति में वृद्धि; 0.65 ... 1.46 - विशेष रूप से प्रबलित शक्ति: 7.71 ... 8.03 - प्रकाश निर्माण और 12.22 ... 18.09 - विशेष रूप से प्रकाश।

हल्के तारों का उपयोग उन क्षेत्रों में नव निर्मित और पुनर्निर्मित लाइनों पर किया जाता है जहां बर्फ की दीवार की मोटाई 20 मिमी से अधिक नहीं होती है। 20 मिमी से अधिक बर्फ की दीवार की मोटाई वाले क्षेत्रों में उपयोग के लिए प्रबलित स्टील-एल्यूमीनियम कंडक्टरों की सिफारिश की जाती है। जल स्थानों और इंजीनियरिंग संरचनाओं के माध्यम से क्रॉसिंग में लंबी दूरी के कार्यान्वयन के लिए विशेष मजबूत तारों का उपयोग किया जाता है।

स्टील-एल्यूमीनियम कंडक्टरों के अधिक पूर्ण लक्षण वर्णन के लिए, कंडक्टर के नाममात्र क्रॉस-सेक्शन और स्टील कोर के क्रॉस-सेक्शन को वायर ब्रांड के पदनाम में दर्ज किया जाता है, उदाहरण के लिए: AC-150/24 या ASKS-150 /34.

एल्ड्रेई तार

एल्ड्री तारों में एल्युमीनियम तारों के समान विद्युत प्रतिरोध होता है, लेकिन यांत्रिक शक्ति अधिक होती है। एल्ड्री एक एल्यूमीनियम मिश्र धातु है जिसमें मामूली मात्रा में लोहा ("0.2%), मैग्नीशियम ("0.7%) और सिलिकॉन ("0.8%) होता है; संक्षारण प्रतिरोध के संदर्भ में, यह एल्यूमीनियम के बराबर है। एल्ड्रे तारों का नुकसान कंपन के लिए उनका कम प्रतिरोध है।

ओवरहेड लाइन के तारों का स्थान

कंडक्टरों को ओवरहेड लाइनों के समर्थन पर अलग-अलग तरीकों से रखा जा सकता है: सिंगल-सर्किट लाइनों पर - एक त्रिकोण या क्षैतिज रूप से; एक दोहरी श्रृंखला की तर्ज पर - रिवर्स ट्री या षट्भुज ("बैरल" के रूप में)।

एक त्रिकोण में तारों की व्यवस्था (चित्र। 2, ए) का उपयोग 20 केवी तक के वोल्टेज के साथ लाइनों पर किया जाता है, जिसमें 35 ... 330 केवी के वोल्टेज के साथ धातु और प्रबलित कंक्रीट समर्थन के साथ लाइनें शामिल हैं।

तारों की क्षैतिज व्यवस्था (चित्र 2, बी) का उपयोग लकड़ी के समर्थन के साथ 35 ... 220 केवी लाइनों पर किया जाएगा। काम करने की स्थिति के दृष्टिकोण से तारों की यह व्यवस्था सबसे अच्छी है, क्योंकि यह कम समर्थन के उपयोग की अनुमति देता है और बर्फ के वंश और तार नृत्य के दौरान तार के उलझने को बाहर करता है।

दो मूल्यों वाली लाइनों पर, तारों को या तो एक रिवर्स ट्री (छवि 2, सी) के साथ रखा जाता है, जो स्थापना की स्थिति के लिए सुविधाजनक है, लेकिन समर्थन के द्रव्यमान को बढ़ाता है और दो सुरक्षात्मक केबलों या एक षट्भुज के निलंबन की आवश्यकता होती है ( चित्र 2, जी)।

बाद वाला तरीका बेहतर है।यह 35 ... 330 केवी के वोल्टेज के साथ दो-मूल्यवान लाइनों पर उपयोग के लिए अनुशंसित है।

इन सभी विकल्पों को एक दूसरे के सापेक्ष तारों की असममित व्यवस्था की विशेषता है, जिससे चरणों के विद्युत मापदंडों में अंतर होता है। इन मापदंडों के समीकरण के लिए, तारों के स्थानान्तरण का उपयोग किया जाता है, अर्थात लाइन के विभिन्न वर्गों पर एक दूसरे के सापेक्ष कंडक्टरों का पारस्परिक स्थान समर्थन पर क्रमिक रूप से बदल जाता है। इस मामले में, प्रत्येक चरण का कंडक्टर लाइन की लंबाई का एक तिहाई एक स्थान पर, दूसरा दूसरे में और तीसरा तीसरे स्थान पर गुजरता है (चित्र 3.)।

चावल। 2. समर्थन पर तारों और सुरक्षात्मक केबलों की व्यवस्था: ए - एक त्रिकोण के साथ; बी - क्षैतिज; सी - रिवर्स ट्री; डी - षट्भुज (बैरल)।

चावल। 3… सिंगल-वायर लाइन ट्रांसपोजिशन स्कीम।

ओवरहेड लाइन के यांत्रिक भाग की गणना हवा की गति की पुनरावृत्ति और तारों पर बर्फ की दीवार की मोटाई के आधार पर की जाती है, जो ओवरहेड लाइनों के एक निश्चित वर्ग की विश्वसनीयता और पूंजीकरण की आवश्यकताओं को पूरा करती है।

विभिन्न वर्गों की ओवरहेड लाइनें, जब एक ही इलाके को पार करते हैं, विशेष रूप से एक सामान्य मार्ग पर, अलग-अलग हवा और बर्फ के भार के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

ओवरहेड बिजली लाइनों के बिजली संरक्षण केबल

तड़ित सुरक्षा केबल को वायुमंडलीय लहरों से बचाने के लिए तारों के ऊपर लटका दिया जाता है। 220 केवी से कम वोल्टेज वाली लाइनों पर, केबल सबस्टेशनों के दृष्टिकोण पर ही लटकाए जाते हैं। इससे सबस्टेशन के पास तारों के ओवरलैप होने की संभावना कम हो जाती है। 220 केवी और उससे अधिक के वोल्टेज वाली लाइनों पर, केबल पूरी लाइन के साथ लटके हुए हैं। आमतौर पर स्टील की रस्सियों का इस्तेमाल किया जाता है।

पहले, सभी रेटेड वोल्टेज की लाइनों के केबल प्रत्येक समर्थन पर मजबूती से आधारित थे। परिचालन अनुभव से पता चलता है कि ग्राउंडिंग सिस्टम - केबल - समर्थन के बंद सर्किट में धाराएं दिखाई देती हैं। वे विद्युत चुम्बकीय प्रेरण द्वारा केबलों में प्रेरित ईएमएफ की कार्रवाई के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुए। इसी समय, कई मामलों में बार-बार ग्राउंड किए गए केबलों में विशेष रूप से अल्ट्रा-हाई वोल्टेज लाइनों में बिजली की महत्वपूर्ण हानि होती है।

अध्ययनों से पता चला है कि इंसुलेटर पर बढ़ी हुई चालकता (स्टील-एल्यूमीनियम) के साथ केबलों को निलंबित करके, केबलों को संचार तारों के रूप में और वर्तमान कंडक्टर के रूप में कम-बिजली वाले उपभोक्ताओं की आपूर्ति के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

लाइनों को पर्याप्त स्तर की बिजली सुरक्षा प्रदान करने के लिए, केबलों को स्पार्क गैप के माध्यम से जमीन से जोड़ा जाना चाहिए।