架空送電線の電線・ケーブル

の上 航空会社 動力伝達 1000 V を超える電圧では、裸線とケーブルが使用されます。屋外では、大気（風、氷、温度変化）や周囲の空気からの有害な不純物（化学工場からの硫黄ガス、海塩）にさらされるため、十分な機械的強度と耐腐食性（錆）が必要です。

現在、スチールアルミニウム導体は架空線に最も多くの用途が見出されています。

以前は架空線に銅線が使用されていましたが、現在ではアルミニウム、鋼 - アルミニウム、鋼、さらに場合によってはエルドリウムなどの特殊なアルミニウム合金の電線が使用されています。避雷ケーブルは通常鋼製です。

それらはデザインによって区別されます。

a) (導体の断面積に応じて) 7 つからなる 1 つの金属の多心導体。 19 と 37 は別々のワイヤを撚り合わせたものです (図 1、b)。

b) 1 本の単線からなる単線ワイヤ (図 1、a)。

c) 鋼鉄とアルミニウム、または鋼鉄と青銅の 2 つの金属のより線導体。従来の設計のスチールアルミニウム導体（クラスAC）は、亜鉛メッキ鋼芯（単線または7本または19本のワイヤを撚ったもの）で構成され、その周囲に6本、24本、またはそれ以上のワイヤからなるアルミニウム部品が配置されています（図1） 、℃）。

米。 1. 架空線の電線の構造: a — 単線電線; b — 撚り線導体。 c — スチールとアルミニウムのワイヤー。

裸アルミニウム導体およびスチールアルミニウム導体の構造設計データは GOST 839-80 にあります。

以下も参照してください。 架空送電線の裸線構造

エアラインの選択にはいくつかの要素を考慮する必要がありますが、その中で最も重要な要素の 1 つは電流による長時間の加熱です。電線が加熱されると、架空線の送電容量が制限され、電線の腐食、機械的強度の低下、たるみの増加などが引き起こされます。導体の温度は、電流負荷や架線ルートの気象条件によって異なります。

ワイヤーの耐荷重は、風速、周囲温度、日射量など、年間を通じて大きく変化する気象条件に大きく影響されます。

風速の変化は気温の変化よりも影響が大きいと言われています。速度 0.6 m/s の弱い風では、静的な空気条件と比較してワイヤのスループットが 140% 増加しますが、周囲温度が 10 °C 上昇すると 10 ～ 15% 減少します。

銅線

私のワイヤーはしっかりと引き抜かれた銅線でできており、抵抗が低く (r = 18.0 Ohm x mm2/km)、機械的強度が優れています。最大引張強度 sp = 36 ... 40 kgf / mm2 で、大気の影響や有害な物質による腐食に耐えることができます。空気中の不純物。

銅線には、ワイヤの公称断面積を加えた文字 M が付けられます。したがって、公称断面積 50 mm2 の銅線には M — 50 のマークが付けられます。

現在、銅は希少かつ高価な材料であるため、架空送電線の導体としてはほとんど使用されておらず、銅を節約するために、銅、青銅、鋼青銅の導体は 1960 年代に廃止されました。

アルミ線

アルミニウム線は銅線と異なり、質量がはるかに低く、比抵抗がわずかに高く (r = 28.7 ... 28.8 Ohm x mm2/km)、機械的強度が低くなります: sp = 15.6 kgf / mm2 — AT クラス導体の導体および sp = 16～18kgf/mm2のAtp線。

アルミニウム線は主にローカルネットワークで使用されます。これらのワイヤの機械的強度は低いため、高電圧は可能ではありません。大きな矢を避けて必要な矢を確保するには PUE 地面までのラインの最小サイズを小さくするには、サポート間の距離を減らす必要があり、これによりラインのコストが増加します。

アルミニウム線の機械的強度を高めるために、アルミニウム線は多撚りの硬伸線で作られています。アルミニウムワイヤーは大気の影響によく耐えますが、空気中の有害な不純物の影響には耐えられません。

したがって、海岸、塩湖、化学プラントの近くに建設される架空送電線には、腐食から保護された AKP ブランドのアルミニウム導体 (導体間の空間に中性グリースが充填された耐食性アルミニウム) が推奨されます。アルミニウム導体には、導体の公称断面積を加えた文字 A が付けられます。

鋼線

鋼線は機械的強度が高く、最大破断強度 sp = 55 ... 70 kgf / mm2... 鋼線には単線または多線があります。

鋼線の電気抵抗はアルミニウムの電気抵抗よりもはるかに高く、AC ネットワークではワイヤを流れる電流の量に依存します。鋼線は、アルミニウム線を使用した線路の建設では収益性が低いため、比較的低電力を伝送する場合に最大 10 kV の電圧のローカル ネットワークで使用されます。

スチール ワイヤとケーブルの重大な欠点は、腐食しやすいことです。腐食を軽減するために、ワイヤーは亜鉛メッキされています。鋼より線には、PS (鋼線) と PMS (銅鋼線) の 2 つのブランドがあります。 PS ワイヤには最大 0.2% の銅が添加されており、PSO ワイヤは直径 3 で作られています。 3.5; 5mm。スチール多線ケーブル避雷ケーブルは、グレード S-35、S-50、および S-70 で製造されています。

スチールアルミニウム線

鋼-アルミニウム導体は、同じ断面のアルミニウム導体と同じ抵抗を持ちます。これは、鋼-アルミニウム導体の電気計算では、鋼部分の導電率は、鋼部分の導電率と比較すると重要ではないため考慮されないためです。導体のアルミニウム部分。

構造用鋼線は鋼アルミニウム線の内側を構成し、アルミニウム線は外側を構成します。スチールは機械的強度を高めるために設計されており、アルミニウムは導電性の部品です。

スチール-アルミニウム ワイヤでは、アルミニウムとスチールの熱膨張係数が異なるため、ワイヤのアルミニウム部分に追加の内部応力が発生します。

振動による導体の急速な疲労摩耗を防ぐには、すべての導体に対して年間平均温度におけるワイヤ応力制限を義務付ける必要があります。

アルミニウムは 65 °C を超える温度で強度特性を失い始めることが実験的に証明されています。これを考慮して、スチール - アルミニウム ワイヤの最大使用温度を選択する際には、アルミニウムの強度を 12 分の 1 低下させる計画を立てることをお勧めします。 - 15 % (ワイヤ全体の強度の 7 ～ 8% の損失) ) は、耐用年数を通じてワイヤを 90 °C の温度で 50 年間連続使用することにほぼ相当します。ワイヤの短期的な緊急過負荷による機械的強度の損失の合計が 1% を超えないこと。

以下のブランドのスチール - アルミニウム ワイヤー (GOST 839-80) が製造されています。

AC - 亜鉛メッキ鋼線のコアとアルミニウム線の 1 つ以上の外層で構成されるワイヤ。このワイヤーは、有害な化学物質で空気が汚染されている地域を除き、陸上に敷設することを目的としています。

お問い合わせ、ASKP — AC ブランドのワイヤに似ていますが、スチールコア (C) またはワイヤ全体 (P) に、ワイヤの腐食の発生を防ぐグリースが充填されています。海、塩湖の海岸沿い、空気が汚染された工業地帯に敷設するために設計されています。

ASK — ASK ワイヤと同じですが、スチール製のコアがプラスチックのシースで絶縁されています。ワイヤのマーキングでは、文字 A の後に文字 P が表示される場合があります。これは、ワイヤの機械的強度が向上していることを示します (APSK など)。

すべてのブランドのスチール - アルミニウム ワイヤは、ワイヤのアルミニウム部分の断面とスチール コアの断面の異なる比率で製造されています: 6.0 ... 6.16 以内 - 中速でのワイヤの操作用機械的負荷条件。 4.29 ... 4.39 — 強度の向上。 0.65 … 1.46 — 特に強化された強度: 7.71 … 8.03 — 軽量構造、および 12.22 … 18.09 — 特に軽量。

光線は、氷壁の厚さが 20 mm を超えない地域の新設または再建された路線で使用されます。氷の壁の厚さが 20 mm を超えるエリアでの使用には、強化されたスチールアルミニウム導体が推奨されます。水域や土木構造物を長距離横断する場合は、特別な強力なワイヤーが使用されます。

スチールアルミニウム導体のより完全な特性評価のために、導体の公称断面積とスチールコアの断面積がワイヤブランドの指定に入力されます (例: AC-150/24 または ASKS-150)。 /34.

アルドレイワイヤー

Aldry ワイヤの電気抵抗はアルミニウム ワイヤとほぼ同じですが、機械的強度はより優れています。 Aldry は、少量の鉄 («0.2%)、マグネシウム (» 0.7%)、シリコン («0.8%) を含むアルミニウム合金です。耐食性に関してはアルミニウムと同等です。 Aldrey ワイヤーの欠点は、耐振動性が低いことです。

架空線の設置場所

架空線のサポート上の導体はさまざまな方法で配置できます。単回路線では三角形または水平に配置します。二重チェーンのライン - 逆ツリーまたは六角形（«バレル» の形）。

三角形のワイヤの配置（図2、a）は、金属および鉄筋コンクリートサポートを備えた電圧35 ... 330 kVの送電線を含む、最大20 kVの電圧の送電線で使用されます。

ワイヤーの水平配置（図2、b）は、木製サポート付きの35 ... 220 kVのラインで使用されます。このワイヤーの配置は、より低いサポートの使用を可能にし、氷降下やワイヤーダンシング中のワイヤーの絡まりを排除するため、作業条件の観点からは最適です。

2 つの値を持つラインでは、ワイヤーは設置条件に便利なリバース ツリー (図 2、c) のいずれかで配置されますが、サポートの質量が増加し、2 本の保護ケーブルまたは六角形 (図2、G）。

後者の方法が好ましい。電圧 35 ～ 330 kV の 2 値ラインでの使用を推奨します。

これらすべてのオプションは、ワイヤが互いに非対称に配置されていることが特徴であり、これにより位相の電気パラメータの違いが生じます。これらのパラメータの方程式には、ワイヤの転置が使用されます。線路の異なるセクション上の導体の相互位置は、サポート上で連続的に変更されます。この場合、各相の導体は、ある場所で線路の長さの 3 分の 1 を通過し、別の場所で 2 番目の場所を通過し、3 番目の場所で 3 分の 1 を通過します (図 3)。

米。 2. サポート上のワイヤーと保護ケーブルの配置: a — 三角形付き。 b - 水平。 c — 逆ツリー。 d — 六角形（バレル）。

米。 3… 単線ライン転置方式。

架空線の機械部分の計算は、風速の再現性と電線上の氷壁の厚さに基づいて実行され、特定のクラスの架空線の信頼性と資本化の要件を満たします。

異なるクラスの架空線は、特に共通のルートで同じ地形を通過する場合、異なる風や氷の負荷に合わせて設計する必要があります。

架空送電線の避雷ケーブル

大気サージから電線を保護するために、避雷ケーブルが電線の上に吊り下げられています。電圧が 220 kV 未満の送電線では、変電所へのアプローチにのみケーブルが吊り下げられます。これにより、変電所付近で電線が重なり合う可能性が減ります。電圧が 220 kV 以上の線路では、ケーブルは線路全体に沿って吊り下げられます。通常はスチールロープが使用されます。

以前は、すべての定格電圧のラインのケーブルが各サポート上でしっかりと接地されていました。運用経験によると、接地システム (ケーブル) サポートの閉回路に電流が発生します。これらは、電磁誘導によってケーブル内に誘導された EMF の作用の結果として発生しました。同時に、多くの場合、繰り返し接地されたケーブル、特に超高圧線で重大な電力損失が発生します。

研究によると、導電率を高めたケーブル（鋼鉄アルミニウム）を絶縁体上に吊るすことにより、ケーブルを通信線として、また低電力消費者に電力を供給するための電流導体として使用できることが示されています。

適切なレベルの雷保護をラインに提供するには、ケーブルを火花ギャップを介してアースに接続する必要があります。