Воздушная линия электропередачи - Overhead power line

Воздушные линии электропередачи 330 и 150 кВ в г. Днепр

Линии электропередач в сообществе Озера Лесов, Парк Фрейзер, Калифорния

An воздушная линия электропередачи это структура, используемая в передача электроэнергии и распределение передавать электроэнергия на большие расстояния. Он состоит из одного или нескольких неизолированных электрические кабели (обычно кратное трем для трехфазное питание ) приостановлено башни или же полюса.

Поскольку большинство изоляция обеспечивается за счет окружающего воздуха, воздушные линии электропередач, как правило, являются наименее затратным методом передачи энергии для больших объемов электроэнергии.

Строительство

Воздушная линия электропередачи Днепр переход Украина

Башни для поддержки линий изготавливаются из выращенного или ламинированного дерева, стали или же алюминий (решетчатые конструкции или трубчатые опоры), бетон, а иногда и армированный пластик. Жилы неизолированных проводов на линии обычно изготавливаются из алюминия (простого или армированный сталью или композитные материалы, такие как углеродное и стекловолокно), хотя некоторые медные провода используются в распределительных сетях среднего напряжения и низковольтных соединениях с помещениями клиентов. Основная цель проектирования воздушной линии электропередачи - поддерживать достаточный зазор между проводниками под напряжением и землей, чтобы предотвратить опасный контакт с линией и обеспечить надежную опору для проводов, устойчивость к штормам, ледовым нагрузкам, землетрясениям и другим потенциальным повреждениям. причины.^[1] Сегодня воздушные линии обычно работают при напряжении между жилами, превышающем 765 000 вольт.

Классификация линий электропередачи

Человек, работающий на линиях электропередач в Науру (2007)

По рабочему напряжению

Воздушные линии электропередачи классифицируются в электроэнергетике по диапазону напряжений:

Низкое напряжение (LV) - менее 1000 вольт, используется для подключения бытового или небольшого коммерческого потребителя и коммунального предприятия.
Среднее напряжение (MV; распределение) - от 1000 вольт (1 кВ) до 69 кВ, используется для распределения в городских и сельских районах.
Высокое напряжение (ВН; субпередача менее 100 кВ; субпередача или передача при таких напряжениях, как 115 кВ и 138 кВ), используемые для суб-передачи и передачи больших объемов электроэнергии и подключения к очень крупным потребителям.
Сверхвысокое напряжение (СВН; передача) - от 345 кВ, примерно до 800 кВ,^[2]^{[страница нужна ]} используется для передачи очень высокой мощности на большие расстояния.
Сверхвысокое напряжение (СВН) - выше 800 кВ. В Financial Times сообщается, что линии сверхвысокого напряжения меняют правила игры, делая глобальную электросеть потенциально возможной. StateGrid сказал, что по сравнению с обычными линиями связи, сверхвысокое напряжение позволяет передавать в пять раз больше энергии, что в шесть раз превышает расстояние.^[3]

По длине линии

Воздушные линии электропередачи обычно делятся на три класса:^[4] в зависимости от длины линии:

Линии электропередачи протяженностью менее 60 км обычно называют короткая линии передачи.
Линия электропередачи, имеющая эффективную длину более 80 км, но менее 250 км, обычно называется средний линия передачи.
Линия электропередачи протяженностью более 250 км считается длинный линия передачи.

Эта категоризация в основном сделана инженерами-энергетиками для упрощения анализа характеристик линий электропередачи.

Структуры

Конструкции для воздушных линий могут принимать различные формы в зависимости от типа линии. Конструкции могут быть простыми как дерево полюса непосредственно в земле, несущая одну или несколько поперечин для поддержки проводников, или конструкция «без рукавов» с проводниками, опирающимися на изоляторы, прикрепленные к боковой стороне опоры. Стальные трубчатые опоры обычно используются в городских районах. Линии высокого напряжения часто проводят по решетчатому типу. стальные башни или пилоны. В отдаленных районах алюминиевые башни могут быть размещены вертолеты.^[5]^[6] Также использовались бетонные столбы.^[1] Также доступны опоры из армированного пластика, но их высокая стоимость ограничивает применение.

Каждая конструкция должна быть рассчитана на нагрузки от проводников.^[1] Необходимо выдерживать вес проводника, а также динамические нагрузки из-за ветра и скопления льда, а также воздействия вибрации. Если проводники проложены по прямой линии, башням нужно только противостоять весу, поскольку натяжение проводников приблизительно уравновешивается без результирующей силы на конструкцию. Гибкие проводники, поддерживаемые на концах, имеют форму цепная связь, и большая часть анализа строительства линий передачи опирается на свойства этой формы.^[1]

Проект крупной линии электропередачи может иметь несколько типов опор: «касательные» («подвесные» или «линейные» башни, Великобритания), предназначенные для большинства позиций, и более мощные башни, используемые для поворота линии под углом, тупиковые (завершение) линии или важных пересечений рек или дорог. В зависимости от критериев проектирования для конкретной линии конструкции полугибкого типа могут зависеть от веса проводников, которые должны быть уравновешены с обеих сторон каждой опоры. Более жесткие конструкции могут оставаться стоять, даже если один или несколько проводников сломаны. Такие конструкции могут устанавливаться на линиях электропередач через определенные промежутки времени, чтобы ограничить масштаб отказов каскадных опор.^[1]

Фундаменты для башенных конструкций могут быть большими и дорогостоящими, особенно если грунтовые условия плохие, например, на заболоченных территориях. Каждая структура может быть значительно стабилизирована с помощью растяжки для противодействия некоторым силам, прилагаемым проводниками.

низкопрофильные ЛЭП возле аэродром

Линии электропередач и опорные конструкции могут иметь вид визуальное загрязнение. В некоторых случаях линии закапываются, чтобы избежать этого, но это "подземный "дороже и поэтому редко.

Для одного дерева столб конструкции, в землю помещается шест, затем от него отходят три перекладины в шахматном порядке или все в одну сторону. Изоляторы крепятся к траверсам. Для конструкции деревянного столба H-типа два столба помещаются в землю, а затем поверх них помещается перекладина, проходящая в обе стороны. Изоляторы крепятся на концах и посередине. Решетчатая башня структуры имеют две общие формы. У одного есть пирамидальное основание, затем вертикальное сечение, в котором выступают три поперечины, обычно в шахматном порядке. В изоляторы напряжения крепятся к траверсам. Другой имеет пирамидальное основание, которое доходит до четырех точек опоры. Сверху размещается горизонтальная ферменная конструкция.

Иногда на верхушках башен натягивают заземленный провод для защиты от молний. An оптический заземляющий провод это более продвинутая версия со встроенным оптические волокна для общения. Маркеры проводов может быть установлен на заземляющий провод, чтобы соответствовать Международная организация гражданской авиации рекомендации.^[7] Некоторые маркеры включают мигающие лампы для ночного предупреждения.

Схемы

А одноконтурная линия передачи несет проводники только для одной цепи. Для трехфазный Это означает, что каждая опора поддерживает три проводника.

А двухконтурная линия передачи имеет две цепи. В трехфазных системах каждая опора поддерживает и изолирует шесть проводов. Однофазные линии переменного тока, используемые для тяговый ток иметь четыре проводника для двух цепей. Обычно обе цепи работают при одинаковом напряжении.

В системах HVDC обычно два проводника проходят на линию, но в редких случаях только один полюс системы проводится на нескольких опорах.

В некоторых странах, например в Германии, большинство линий электропередач с напряжением выше 100 кВ реализованы как двойные, учетверенные или, в редких случаях, даже как шестикратные линии электропередач, как право проезда редки. Иногда все кондукторы устанавливаются при возведении пилонов; часто некоторые схемы устанавливаются позже. Недостатком двухцепных линий передачи является то, что их обслуживание может быть затруднительным, поскольку требуется либо работа в непосредственной близости от высокого напряжения, либо отключение двух цепей. В случае отказа могут быть затронуты обе системы.

Самая большая двухцепная линия передачи - это Линии электропередачи Кита-Иваки.

Одноконтурная линия 330 кВ
Двухцепная линия 35 кВ в г. Днепр
Двухцепная линия в Монреаль
Параллельные одноконтурные линии
Четыре цепи на одной линии башни
Шесть цепей трех разных типов
Различные линии электропередачи (110/220 кВ) в г. Германия с двойным и четверным контуром
Воздействие ветра на пилон, видимое через угол проводов.

Изоляторы

Линии электропередач среднего напряжения с керамическими изоляторами в Калифорнии

Модульные подвесные изоляторы используются для высоковольтных линий. Предметы, прикрепленные к проводникам в нижней части изолятора, являются Амортизаторы Stockbridge.

Изоляторы должны поддерживать проводники и выдерживать как нормальное рабочее напряжение, так и скачки из-за переключения и молния. Изоляторы широко классифицируются как штыревые, которые поддерживают проводник над конструкцией, или как подвесные, когда проводник висит под конструкцией. Изобретение изолятор деформации был критическим фактором, позволившим использовать более высокие напряжения.

В конце 19 века ограниченная электрическая прочность телеграф -стиль штыревые изоляторы ограничили напряжение не более 69000 вольт. До 33 кВ (69 кВ в Северной Америке) обычно используются оба типа.^[1] При более высоких напряжениях для воздушных проводов характерны только изоляторы подвесного типа.

Изоляторы обычно изготавливаются мокрым способом. фарфор или же закаленное стекло, с увеличением использования изоляторов из армированных стекловолокном полимеров. Однако при повышении уровня напряжения полимерные изоляторы (резинка на основе) все чаще используются.^[8] Китай уже разработал полимерные изоляторы с максимальным системным напряжением 1100 кВ, а Индия в настоящее время разрабатывает линию 1200 кВ (максимальное напряжение системы), которая первоначально будет заряжаться напряжением 400 кВ, а затем будет модернизирована до линии 1200 кВ.^[9]

Подвесные изоляторы состоят из составных частей, причем количество дисков единичных изоляторов увеличивается с увеличением напряжения. Количество дисков выбирается в зависимости от сетевого напряжения, требований к устойчивости к ударам молнии, высоты над уровнем моря и таких факторов окружающей среды, как туман, загрязнение или солевой туман. В случаях, когда эти условия неоптимальны, необходимо использовать более длинные изоляторы. В этих случаях требуются более длинные изоляторы с большей длиной пути утечки для тока утечки. Изоляторы деформации должны быть достаточно прочными с механической точки зрения, чтобы выдерживать полный вес пролета проводника, а также нагрузки из-за скопления льда и ветра.^[10]

Фарфоровые изоляторы могут иметь покрытие из полупроводящей глазури, так что через изолятор проходит небольшой ток (несколько миллиампер). Это немного нагревает поверхность и снижает эффект скопления тумана и грязи. Полупроводниковая глазурь также обеспечивает более равномерное распределение напряжения по длине цепочки изоляторов.

Полимерные изоляторы по своей природе обладают гидрофобными характеристиками, обеспечивающими улучшенные характеристики на мокрой дороге. Кроме того, исследования показали, что удельная длина пути утечки, необходимая для полимерных изоляторов, намного ниже, чем для фарфора или стекла. Кроме того, масса полимерных изоляторов (особенно при более высоких напряжениях) примерно на 50–30% меньше, чем у сравнительной фарфоровой или стеклянной гирлянды. Лучшее загрязнение и влажные свойства приводят к более широкому использованию таких изоляторов.

Изоляторы на очень высокие напряжения, превышающие 200 кВ, могут иметь сортировочные кольца установлены на их терминалах. Это улучшает распределение электрического поля вокруг изолятора и делает его более устойчивым к пробоям во время скачков напряжения.

Дирижеры

Образец поперечного сечения ЛЭП ACSR

Наиболее распространенным проводником, используемым сегодня для передачи, является алюминиевый проводник армированный сталью (ACSR). Также вижу много пользы провод из алюминиевого сплава (AAAC). Алюминий используется, потому что он имеет примерно половину веса и более низкую стоимость по сравнению с медным кабелем сопоставимого сопротивления. Однако он требует большего диаметра, чем медь, из-за меньшего диаметра. удельная проводимость^[1]. Медь была более популярна в прошлом и до сих пор используется, особенно при более низких напряжениях и для заземления.

В то время как более крупные проводники теряют меньше энергии из-за их более низкого электрическое сопротивление, они стоят дороже, чем проводники меньшего диаметра. Правило оптимизации называется Закон Кельвина заявляет, что оптимальный размер проводника для линии находится, когда стоимость энергии, потраченной впустую в меньшем проводе, равна годовому проценту, уплачиваемому с этой дополнительной стоимости строительства линии для большего проводника. Проблема оптимизации усложняется дополнительными факторами, такими как изменяющаяся годовая нагрузка, меняющаяся стоимость установки и дискретные размеры обычно производимых кабелей.^[1]

Поскольку проводник представляет собой гибкий объект с одинаковым весом на единицу длины, форма проводника, висящего между двумя башнями, приближается к форме цепная связь. Провисание проводника (расстояние по вертикали между самой высокой и самой низкой точкой кривой) варьируется в зависимости от температуры и дополнительной нагрузки, такой как ледяной покров. В целях безопасности необходимо поддерживать минимальное пространство над головой. Поскольку длина проводника увеличивается с увеличением тепла, выделяемого током, проходящим через него, иногда можно увеличить пропускную способность (uprate), заменив проводники на тип с более низким коэффициент температурного расширения или более высокое допустимое Рабочая Температура.

Обычные проводники ACSR (слева) и современные углеродные жилы (справа)

Два таких проводника, которые обеспечивают снижение теплового прогиба, известны как проводники с композитным сердечником (ACCR и Проводник ACCC ). Вместо стальных жил сердечника, которые часто используются для увеличения общей прочности проводника, в проводнике ACCC используется сердечник из углеродного волокна и стекловолокна, который обеспечивает коэффициент теплового расширения примерно 1/10 от коэффициента теплового расширения стали. Несмотря на то, что композитный сердечник не проводит ток, он значительно легче и прочнее, чем сталь, что позволяет включать на 28% больше алюминия (с использованием компактных жил трапециевидной формы) без каких-либо потерь в диаметре или весе. Дополнительное содержание алюминия помогает снизить потери в линии на 25–40% по сравнению с другими проводниками того же диаметра и веса, в зависимости от электрического тока. Уменьшение теплового прогиба проводника с углеродным сердечником позволяет ему выдерживать в два раза больший ток («допустимая нагрузка») по сравнению с полностью алюминиевым проводником (AAC) или ACSR.

Линии электропередач и их окрестности должны быть поддерживается к лайнеры, иногда помогает вертолеты с мойки высокого давления или же дисковые пилы который может работать в три раза быстрее.^[11]^[12]^[13] Однако эта работа часто происходит в опасных зонах диаграмма высота-скорость вертолета,^[14] и пилот должен иметь для этого квалификацию "человеческий внешний груз "метод.^[15]

Связка проводников

Жгут проводник

Для передачи энергии на большие расстояния используется передача высокого напряжения. Передача напряжений выше 132 кВ создает проблему коронный разряд, что вызывает значительные потери мощности и помехи в цепях связи. Чтобы уменьшить этот эффект короны, предпочтительно использовать более одного проводника на фазу или жгуты проводов.^[16] В дополнение к уменьшению коронного разряда, звукового и радиошума (и связанных с ними электрических потерь) объединенные в пучки проводники также увеличивают ток, который может переноситься по сравнению с одиночным проводником с равным содержанием алюминия за счет скин эффект (для линий переменного тока).^[17]

Жилы жгута состоят из нескольких параллельных кабелей, соединенных через промежутки прокладками, часто в цилиндрической конфигурации. Оптимальное количество проводников зависит от номинального тока, но обычно линии с более высоким напряжением также имеют более высокий ток. American Electric Power^[18] строит линии 765 кВ с использованием шести проводов на фазу в пучке. Прокладки должны противостоять силам ветра и магнитным силам во время короткого замыкания.

Распорная заслонка для четырехжильных жгутов

Крепление жгута проводов

Связанные в жгут проводники уменьшают градиент напряжения в непосредственной близости от линии. Это снижает вероятность коронного разряда. В сверхвысокое напряжение, электрическое поле градиент на поверхности одиночного проводника достаточно высока для ионизации воздуха, что приводит к бесполезной трате энергии, возникновению нежелательного звукового шума и мешает с системы связи. Поле, окружающее пучок проводников, похоже на поле, которое окружает один очень большой проводник - это создает более низкие градиенты, что смягчает проблемы, связанные с высокой напряженностью поля. Эффективность передачи повышается за счет противодействия потерям из-за эффекта короны.

Связанные проводники охлаждают сами себя более эффективно из-за увеличенной площади поверхности проводников, что еще больше снижает потери в линии. При передаче переменного тока жгут проводов также позволяет избежать снижения емкость одиночного большого проводника за счет скин-эффекта. Жгут проводов также имеет нижнюю реактивное сопротивление по сравнению с одним проводником.

В то время как сопротивление ветра выше, колебания, вызванные ветром, могут подавляться проставками пучка. Обледенение и ветровая нагрузка на жгуты проводов будут больше, чем у одиночного проводника того же полного сечения, а связанные проводники сложнее установить, чем одиночные проводники. Эоловые вибрации обычно менее выражен на жгутов проводов из-за эффекта распорок и распорных демпферов, установленных на относительно близких интервалах вдоль линии.^[19]

Провода заземления

Алюминиевый провод с изоляцией из сшитого полиэтилена. Применяется для линий электропередачи 6600 В.

Воздушные линии электропередачи часто снабжены заземляющим проводом (экранированный провод, статический провод или провод заземления). Заземляющий провод обычно заземляется в верхней части несущей конструкции, чтобы свести к минимуму вероятность прямого удара молнии по фазным проводам.^[20] В цепях с заземленная нейтраль, он также служит параллельным путем с землей для токов замыкания. Линии передачи очень высокого напряжения могут иметь два заземляющих провода. Они находятся либо на крайних концах самой высокой поперечной балки, либо на двух V-образных точках мачты, либо на отдельной поперечине. Старые строки могут использовать ограничители перенапряжения каждые несколько пролетов вместо экранированного провода; эта конфигурация обычно встречается в более сельских районах Соединенных Штатов. Благодаря защите линии от молнии конструкция аппаратов на подстанциях упрощается из-за меньшего напряжения изоляции. Экранированные провода на линиях передачи могут включать оптические волокна (оптические заземляющие провода / OPGW), используемый для связи и управления энергосистемой.

HVDC Fenno-Skan с заземляющими проводами, используемыми в качестве электродной линии

На некоторых преобразовательных подстанциях HVDC заземляющий провод также используется в качестве электродной линии для подключения к удаленному заземляющему электроду. Это позволяет системе HVDC использовать землю как один провод. Заземляющий провод монтируется на небольших изоляторах, замыкаемых разрядниками над фазными проводниками. Изоляция предотвращает электрохимическую коррозию пилона.

В распределительных линиях среднего напряжения также может использоваться один или два экранированных провода или заземленный провод, проложенный ниже фазных проводов, чтобы обеспечить некоторую степень защиты от высоких транспортных средств или оборудования, соприкасающихся с линией под напряжением, а также для обеспечения нейтральной линии в Системы с проводной звездой.

На некоторых линиях электропередач с очень высоким напряжением в бывшем Советском Союзе заземляющий провод используется для ПЛК-радио системы и смонтированы на изоляторах на пилонах.

Изолированные жилы и кабель

Воздушные изолированные кабели используются редко, обычно на короткие расстояния (менее километра). Изолированные кабели можно крепить непосредственно к конструкциям без изолирующих опор. Воздушная линия с неизолированными проводниками с воздушной изоляцией обычно дешевле, чем кабель с изолированными проводниками.

Более распространенный подход - это «закрытый» линейный провод. С ним обращаются как с оголенным кабелем, но часто он более безопасен для дикой природы, поскольку изоляция кабелей увеличивает вероятность того, что хищник с большим размахом крыла выживет при столкновении с линиями, и немного снижает общую опасность линий. Эти типы линий часто можно увидеть на востоке Соединенных Штатов и в густо лесистых районах, где вероятен контакт с линией деревьев. Единственная проблема - это стоимость, поскольку изолированный провод часто бывает дороже, чем его чистый аналог. Многие коммунальные предприятия применяют закрытые линейные провода в качестве материала перемычек там, где провода часто расположены ближе друг к другу на опоре, например, в подземных стояках /тупица, а также на реклоузерах, вырезах и т.п.

Демпферы

Амортизатор Стокбриджа

Потому что линии электропередач могут пострадать от аэроупругий флаттер и "галопирующие" колебания ведомый ветром, настроенные массовые демпферы часто прикрепляются к линии, чтобы изменить характеристики физических колебаний линии. Распространенным типом является Амортизатор Stockbridge.

Компактные линии передачи

Компактная воздушная линия среднего напряжения, установленная на бетонном столбе в Таиланде. Внешний вид похож на жгут проводов, но эта линия состоит из трех проводов, которые прикреплены к одному крестообразному изолятору из фарфора.

Компактная воздушная линия электропередачи требует меньшей полосы отвода, чем стандартная воздушная линия электропередачи. Проводники не должны подходить слишком близко друг к другу. Это может быть достигнуто либо короткими длинами пролета и изоляционными перемычками, либо разделением проводников в пролете изоляторами. Первый тип легче построить, поскольку он не требует изоляторов в пролете, которые могут быть трудными в установке и обслуживании.

Примеры компактных линий:

Компактные линии передачи могут быть спроектированы для повышения напряжения существующих линий с целью увеличения мощности, которая может передаваться по существующей полосе отвода.^[21]

Низкое напряжение

Антенный кабель в комплекте Старый Колсдон, Суррей

В воздушных линиях низкого напряжения могут использоваться неизолированные провода на стеклянных или керамических изоляторах или антенный кабель в комплекте система. Количество проводников может быть от двух (скорее всего, фаза и нейтраль) до шести (три фазных провода, отдельные нейтраль и земля плюс уличное освещение, питаемое от общего выключателя); общий случай - четыре (три фазы и нейтраль, где нейтраль может также служить проводником защитного заземления).

Мощность поезда

Воздушные линии или воздушные провода используются для передачи электроэнергии трамваям, троллейбусам или поездам. ВЛ проектируется по принципу одного или нескольких воздушных проводов, расположенных над рельсовыми путями. Питающие станции через определенные промежутки времени по ВЛ обеспечивают питание от высоковольтной сети. В некоторых случаях используется низкочастотный переменный ток, который распределяется специальным тяговый ток сеть.

Дальнейшие приложения

Воздушные линии также иногда используются для питания передающих антенн, особенно для эффективной передачи длинных, средних и коротких волн. Для этого часто используется шахматная строка массива. Вдоль шахматной линии решетки токопроводящие кабели для питания заземляющей сети передающей антенны прикреплены к внешней стороне кольца, а провод внутри кольца прикреплен к изоляторам, ведущим к высоковольтному фидеру антенны. .

Использование площади под воздушными линиями электропередач

Использование области под воздушной линией ограничено, потому что предметы не должны приближаться слишком близко к проводникам под напряжением. Воздушные линии и конструкции могут проливать лед, создавая опасность. Радиоприем под линией электропередачи может ухудшаться как из-за экранирования приемной антенны воздушными проводниками, так и из-за частичного разряда на изоляторах и острых концах проводов, который создает радиопомехи.

В зоне, окружающей воздушные линии, существует опасность возникновения помех, например, запускать воздушных змеев или воздушных шаров, использовать лестницы или работающее оборудование.

Воздушные линии распределения и передачи вблизи аэродромы часто отмечаются на картах, а сами линии отмечаются заметными пластиковыми отражателями, чтобы предупредить пилотов о присутствии проводников.

Строительство воздушных линий электропередачи, особенно в районы дикой природы, может иметь значительные экологические последствия. Экологические исследования для таких проектов могут учитывать влияние кустарник, измененные маршруты миграции мигрирующих животных, возможный доступ хищников и людей по коридорам передачи, нарушение среды обитания рыб на переходах через реки и другие эффекты.

Линейные парки может занимать территорию под воздушными линиями электропередачи.

Авиационные происшествия

Маркер авиационного препятствия на высоковольтной линии электропередачи напоминает пилотам о наличии воздушной линии. Некоторые маркеры горят ночью или имеют стробоскопы.

В ВЛ Экибастуз – Кокшетау в Казахстан. Это была первая коммерчески используемая линия электропередачи, которая работала при 1150 кВ, самом высоком напряжении в линии электропередачи в мире.

Авиация общего назначения, дельтапланеризм, полеты на параплане, прыжки с парашютом, полет на воздушном шаре и воздушном змее должны избегать случайного контакта с линиями электропередачи. Практически каждый воздушный змей предупреждает пользователей, чтобы они не приближались к линиям электропередач. Смерть наступает при столкновении самолета с линиями электропередачи. На некоторых линиях электропередач есть знаки препятствий, особенно возле взлетно-посадочных полос или над водными путями, которые могут поддерживать работу гидросамолетов. Для размещения линий электропередач иногда используются места, которые в противном случае использовались бы для дельтапланов.^[22]^[23]

История

Первая передача электрических импульсов на большое расстояние была продемонстрирована 14 июля 1729 года физиком. Стивен Грей.^{[нужна цитата ]} В демонстрации использовались влажные пеньковые шнуры, подвешенные на шелковых нитях (в то время низкое сопротивление металлических проводников не принималось во внимание).

Однако первое практическое использование воздушных линий связи было в контексте телеграфия. К 1837 году экспериментальные коммерческие телеграфные системы простирались на расстояние 20 км (13 миль). Передача электроэнергии была осуществлена в 1882 году с первой высоковольтной передачей между Мюнхен и Мисбах (60 км). 1891 год - строительство первой трехфазной переменный ток воздушной линии по случаю Международной выставки электроэнергии в г. Франкфурт, между Lauffen и Франкфурт.

В 1912 году была введена в эксплуатацию первая воздушная линия электропередачи 110 кВ, а в 1923 году - первая воздушная линия электропередачи 220 кВ. RWE AG построила первую воздушную линию для этого напряжения, а в 1926 году построила Рейн пересечение с пилонами Voerde, две мачты высотой 138 метров.

В 1953 г. введена в эксплуатацию первая линия 345 кВ. American Electric Power в Соединенные Штаты. В Германии в 1957 году была введена в эксплуатацию первая воздушная линия электропередачи 380 кВ (между ТП и Роммерскирхеном). В том же году введена в эксплуатацию воздушная линия, пересекающая Мессинский пролив, в Италии, чья пилоны служил переходом через Эльбу 1. Он использовался в качестве модели для строительства перехода через Эльбу 2 во второй половине 1970-х годов, когда были построены самые высокие опоры воздушных линий в мире. Ранее, в 1952 году, была введена в эксплуатацию первая линия 380 кВ в г. Швеция, в 1000 км (625 миль) между наиболее густонаселенными районами на юге и крупнейшими гидроэлектростанциями на севере. Начиная с 1967 года в России, а также в США и Канаде строятся воздушные линии на напряжение 765 кВ. В 1982 году в Советском Союзе были построены воздушные линии электропередачи между Электросталь и электростанция в Экибастуз, это была трехфазная линия переменного тока на 1150 кВ (ЛЭП Экибастуз-Кокшетау ). В 1999 году в Японии была построена первая линия электропередачи на 1000 кВ с двумя цепями. Линии электропередачи Кита-Иваки. В 2003 г. началось строительство самой высокой воздушной линии в Китае - г. Переход через реку Янцзы.

Математический анализ

Воздушная линия электропередачи является одним из примеров линия передачи. Что касается частот энергосистемы, можно сделать много полезных упрощений для линий типичной длины. Для анализа энергосистем распределенное сопротивление, последовательную индуктивность, сопротивление утечки шунта и шунтирующую емкость можно заменить подходящими сосредоточенными значениями или упрощенными схемами.

Модель короткой и средней линии

Короткая длина линии электропередачи (менее 80 км) может быть аппроксимирована последовательным сопротивлением с индуктивностью и без учета проводимости шунта. Это значение не является полным импедансом линии, а скорее последовательным импедансом на единицу длины линии. Для большей протяженности линии (80–250 км) в модель добавляется шунтирующая емкость. В этом случае принято распределять половину общей емкости на каждую сторону линии. В результате ЛЭП можно представить в виде двухпортовая сеть, например, с параметрами ABCD.^[24]

Схема может быть охарактеризована как

{ Displaystyle Z = Zl = (R + J Omega L) l}

куда

Z это общая строка серии сопротивление
z - последовательное сопротивление на единицу длины
л длина строки
${ displaystyle omega }$ это синусоидальный угловая частота

Средняя линия имеет дополнительный шунт допуск

{ displaystyle Y = yl = j omega Cl}

куда

Y это полная проводимость шунтирующей линии
у - полное сопротивление шунта на единицу длины

Короткая длина линии электропередачи
Средняя длина линии электропередачи

Галерея

Воздушная линия электропередачи 35 кВ в г. Украина
Воздушная линия электропередачи 400 кВ в Кошицком крае, Словакия
Воздушная линия электропередачи в Уинтерборн, Глостершир
Коронный разряд на изолирующей колонне ВЛ 750 кВ
Тройной пилон ВЛ 750 кВ, Запорожская область
Воздушная линия электропередачи в Глостершир, Англия
Подвесной пилон H-образной рамы рядом Trempealeau, Висконсин
Воздушная линия электропередачи 150 кВ в г. Днепр, Украина
Воздушная линия электропередачи 380 кВ в г. Германия
Воздушная линия электропередачи в Будапешт, Венгрия
Электрическая вышка упала Тенерифе, Канарские острова
Магистральная линия электропередачи 400 кВ между Атомная электростанция Форсмарк и Стокгольм, Швеция
Воздушная линия электропередачи 750 кВ в г. Россия
Переход ЛЭП 35 и 150 кВ в г. Украина
Красно-белый опор электричества на территории Arâches-La-Frasse, Haute-Savoie, Франция
Линии электропередач высокого и среднего напряжения в г. Ломжа, Польша
Линия электропередачи Минами-Иваки рассчитана на 1000 кВ и имеет восемь проводов в Tochigi, Япония