Обычно, проходя рядом с линией электропередачи, мы редко задумываемся о том, под каким напряжением находятся провода. А ведь они висят буквально у нас над головой. Но все же, пусть и редко, возникает ситуация, когда необходимо узнать рабочее напряжение той или иной воздушной линии. Можно, конечно, обратиться в соответствующую организацию, но проще это легко определить, посмотрев на изоляторы, провода и сами опоры.
Начнем с изоляторов. На воздушных линиях их бывает 2 типа – штыревые и подвесные. Первые накручиваются на штыри или крюки и стоят «головой» вверх. Вторые подвешиваются на крюках и свисают вниз.
Независимо от напряжения в линии, штыревые изоляторы используются по одному на каждый провод.
Исключение может составлять линия, проходящая через жилую зону. В этом случае на каждый провод поддерживается двумя изоляторами – основным и дополнительным. Второй служит не для улучшения изоляции, а в качестве страхующего в случае поломки основного.
Несколько подвесных изоляторов могут соединяться в гирлянды, длина которых зависит от напряжения в линии.
Материалом для изготовления штыревых изоляторов может служить электротехнический фарфор или стекло, современная продукция чаще изготавливается из полимерных материалов.
Современные подвесные изготавливаются преимущественно из стекла или полимеров, хотя на старых ЛЭП встречаются и фарфоровые.
Полимерные изоляторы имеют ряд преимуществ перед фарфоровыми, среди которых: меньший вес, больший срок службы, не разбиваются при транспортировке, улучшены влагоразрядные характеристики при загрязнениях из-за повышенной гидрофобности.
Количество изоляторов и напряжение
А теперь перейдем непосредственно к теме статьи. Для линий напряжением до 6 кВ используются штыревые изоляторы размером с кулак (рисунок 1 — а).
Опора при этом может быть деревянной, бетонной или металлической. Проводов в такой линии 4, иногда 5 (когда пятый используется для осветительной линии).
ЛЭП с напряжением 6 или 10 кВ оснащаются более массивными штыревыми изоляторами с широкой юбкой (рисунок 1 — б, в, г, д). Опора обычно деревянная или бетонная. Количество проводов в такой линии – 3.
Если напряжение линии 35 кВ, то изоляторы могут быть как штыревыми, так и подвесными. При этом штыревые изоляторы еще больше, чем в предыдущем случае, а подвесные могут образовывать гирлянду из 2-3 изоляторов.
Опора такой линии обычно бетонная, реже металлическая. Если она выполнена из дерева, то это уже не просто «столб», а довольно сложная конструкция. Токонесущих проводов, как и в линии 10 кВ, обычно три.
На ЛЭП 110 кВ используются только подвесные изоляторы, количество которых в гирлянде колеблется от 5 до 8 штук, в зависимости от типа опор, изоляторов и климатических условий. Опора – металлическая, реже бетонная.
Количество проводов в одной линии – три, но могут встречаться опоры, поддерживающие сразу две линии. Как правило, на таких ЛЭП имеется дополнительный провод грозозащиты. Он расположен выше всех остальных.
Опоры на таких линиях 220 кВ бывают бетонные, но чаще металлические. Изоляторы используются также подвесные, но количество их в гирлянде еще больше, и колеблется в диапазоне от 10 до 14.
Здесь обязательно есть провода грозозащиты (обычно два), имеющее меньшее сечение и расположенные сверху. Токонесущих проводов, которые отличаются большим диаметром – три.
В воздушных линиях напряжением 330 кВ используются гирлянды с количеством изоляторов более 14-ти. Опоры бетонные или металлические, как правило, довольно сложной конструкции.
Но главным отличием такой линии являются два провода на каждую фазу. Пара может подвешиваться как на одной, так и на двух гирляндах, но электрически оба провода соединены, что хорошо видно визуально. Естественно, есть грозозащита.
Воздушные линии 500 кВ устанавливаются, как правило, на металлических опорах большой высоты и с большим расстоянием между токонесущими проводами. Количество изоляторов – не менее 20, обязательно с грозозащитой. Отличительная особенность такой линии – тройной провод на каждую фазу, провода располагаются в виде треугольника.
И, наконец, линия электропередачи напряжением 750 кВ. Внешне и по количеству изоляторов она похожа на ЛЭП 500 кВ, но разлет между фазами еще больше, а проводов на каждую фазу 4. Расположены провода каждой фазы в вершинах квадрата либо кольцом.
На иллюстрации ниже вы можете сравнить длину гирлянды изоляторов для ЛЭП разных напряжений.
На следующем рисунке изображены основные виды опор ЛЭП, а также указано в линиях какого напряжения они используются.
Есть еще одно отличие у линий электропередач — размеры охранной зоны, что иллюстрирует рисунок ниже
Линии питания электротранспорта
Если мы знаем, что обычные линии электропередач – вещь опасная, то к линиям питания городского электротранспорта у многих совсем иное отношение. Все мы привыкли к трамвайным и троллейбусным проводам, проходящим прямо посреди улиц и висящих прямо над головой. Метро, электрички… все привычно и безопасно.
Так ли это? Пора выяснить, какое напряжение на этих, привычных нам линиях.
Троллейбус и трамвай. До проводов можно едва ли не допрыгнуть, но напряжение в линии, питающей троллейбус, составляет 600 (!), а для трамвая может достигать и 750 В.
Электропоезда питаются от контактной сети, и её напряжение отличается в разных регионах РФ. Например, на Дальнем Востоке контактная сеть находится под напряжением 25-27 кВ переменного тока, а в центральных регионах чаще всего 3 кВ, но уже постоянного тока.
Почему такая разница? Ответ прост — так сложилось исторически. В центральных регионах строительство железной дороги и её электрификация началось еще до войны, в 1910-1940-х годах, и на тот момент дешевле было использовать линии постоянного тока. Первые линии на переменном токе высокого напряжения появились в 1955-1956 годах.
Всего в России около 18 000 км дорог, с контактной сетью постоянного тока с напряжением 3 кВ, и 25 000 км с контактной сетью переменного тока.
Что касается метро, то привычных проводов, висящих в воздухе, там нет, напряжение электровоз получает через специальный контактный рельс, находящийся под напряжением около 800 В.
Для безопасности этот рельс сверху и с боковых сторон закрывается защитными кожухами, так что, упав с платформы метрополитена, не стоит паниковать. Но выбираясь обратно на платформу, нужно переступать через всевозможные коммуникации и рельсы.
Алексей Бартош специально для ЭТМ