هياكل الأسلاك العارية لخطوط الطاقة الكهربائية العلوية

موصلات الخطوط العلوية ، وكذلك الكابلات المعززة في الجزء العلوي من دعامات خط الطاقة لحماية الموصلات من الموجات الجوية وضربات الصواعق المباشرة ، تعمل في ظروف صعبة ، حيث أنها في الهواء الطلق وتتعرض لظواهر جوية مختلفة (الرياح والمطر والجليد ، والتغيرات في درجات الحرارة) والشوائب الكيميائية في الهواء الخارجي.

لذلك ، إلى جانب التوصيل الكهربائي الجيد ، يجب أن تتمتع الأسلاك بقوة ميكانيكية كافية وأن تتحمل بشكل جيد تأثيرات الظواهر الجوية والشوائب الكيميائية. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يقترن تشغيلها بأقل التكاليف مع ضمان عدم انقطاع التيار الكهربائي.

تحدد ظروف التشغيل المختلفة لخطوط الطاقة العلوية الحاجة إلى تصميمات مختلفة للموصلات.

الانشاءات الرئيسية هي:

1) موصلات أحادية السلك مصنوعة من معدن واحد ،

2) موصل معدني واحد متعدد الأسلاك ،

3) موصلات مجدولة من معدنين ،

4) أسلاك مجوفة ،

5) موصلات ثنائية المعدن.

نظرًا للقوة الميكانيكية الأكبر والمرونة مقارنة بالموصلات أحادية النواة من نفس المقطع العرضي ، اكتسبت الموصلات المجدولة استخدامًا واسعًا.

تُستخدم الموصلات المجوفة أو المجوفة لخطوط الطاقة بجهد 220 كيلو فولت وما فوق ، نظرًا لأقطارها الكبيرة مقارنة بالموصلات متعددة النواة ، يمكن أن تقلل أو تتجنب خسائر الإكليل.

الأسلاك الصلبة ، كما يوحي الاسم ، مصنوعة من سلك واحد.

تتكون الأسلاك المعدنية المفردة من عدة أسلاك ملتوية (الشكل 1). الموصلات لها موصل مركزي واحد تصنع حوله طبقات (صفوف) متتالية من الموصلات. تحتوي كل طبقة لاحقة على 6 أسلاك أكثر من سابقتها. بسلك واحد في المنتصف ، يوجد 6 أسلاك في الالتواء الأول ، في الثاني - 12 ، في الثالث - 18. لذلك ، بلف واحد ، السلك ملتوي من 7 ، مع لفتين - من 19 ، وفي ثلاث لفات - من 37 سلكًا.

يتم التواء الخيوط المجاورة في اتجاهات مختلفة ، مما يوفر شكلاً أكثر استدارة ويسمح لك بالحصول على سلك أكثر مقاومة للفك.

تستخدم الأسلاك المجدولة من خيوط أخرى في حالات خاصة.

أرز. 1. موصلات متعددة الأسلاك مصنوعة من معدن واحد: a-7-wire، b-19-wire.

تبلغ المقاومة المؤقتة للأسلاك المجدولة حوالي 90٪ من مجموع المقاومة المؤقتة للأسلاك الفردية. يرجع انخفاض المقاومة المؤقتة للموصل عمومًا إلى التوزيع غير المتكافئ للقوة التي تعمل على طول الموصل بين موصلات الموصل.

مزايا الأسلاك المشدودة

تمتلك الأسلاك المجدولة عددًا من المزايا المهمة مقارنة بالأسلاك أحادية الأسلاك:

1.تعد الأسلاك متعددة النواة أكثر مرونة من الأسلاك أحادية النواة من نفس المقطع العرضي ، مما يضمن قدرًا أكبر من الأمان وسهولة التركيب.

تحت تأثير الرياح ، تتأرجح نواقل الخطوط الهوائية باستمرار وأحيانًا تهتز ، مما يسبب ضغوطًا ميكانيكية إضافية وإرهاقًا معدنيًا ، وفي هذه الحالة ، يتم تدمير الموصلات أحادية الأسلاك بشكل أسرع بكثير من الموصلات متعددة الأسلاك.

2. يمكن تحقيق أقصى قوة عالية للمادة فقط للأسلاك ذات الأقطار الصغيرة نسبيًا. الموصلات أحادية السلك ذات المقاطع العرضية 25 ، 35 مم 2 وأكثر ستقلل من المقاومة النهائية.

في الموصلات المجدولة ، لا يمكن أن يكون هناك ضعف كبير في قوة السلك بسبب عيوب التصنيع كما هو الحال في الموصلات المفردة المجدولة.

أدت المزايا المعلنة للأسلاك متعددة النواة إلى حقيقة أن الأسلاك ذات المقاطع العرضية الصغيرة فقط هي التي تصنع بأسلاك أحادية النواة. في بناء الشبكات الهوائية ، يتم استخدام الأسلاك متعددة النواة في معظم الحالات. موصلات الخطوط العلوية المصنوعة من الألومنيوم مصنوعة دائمًا من موصلات مجدولة. لا تتمتع الموصلات أحادية السلك لهذا المعدن بالقوة الميكانيكية اللازمة ولا تضمن موثوقية مصدر الطاقة للمستهلكين.

موصلات الصلب والألمنيوم لخطوط الطاقة الكهربائية العلوية

أدت الرغبة في زيادة القوة الميكانيكية لأسلاك الألمنيوم إلى إنتاج أسلاك الألمنيوم ذات النوى الفولاذية ، ما يسمى بالفولاذ والألمنيوم.

ظهرت أسلاك الفولاذ والألمنيوم في ممارسة نقل الطاقة بسبب الرغبة في إنشاء سلك ذو قوة ميكانيكية عالية وموصلية كهربائية كافية.مزايا الموصلات المصنوعة من الفولاذ والألومنيوم مقارنةً بالموصلات النحاسية المكافئة هي وزن أقل بشكل ملحوظ وقطر خارجي أكبر بكثير من السلك. نظرًا للزيادة في القطر ، والجهد الذي يظهر عنده هالة الموصل ، فإن النتيجة هي انخفاض في خسائر الإكليل.

يتكون قلب السلك من واحد أو أكثر من الأسلاك الفولاذية المجلفنة الملتوية بمقاومة مؤقتة تبلغ حوالي 120 كجم / مم 2. موصلات الألمنيوم التي تغطي القلب بطبقة واحدة أو طبقتين أو ثلاث هي الجزء الحامل للتيار من الموصل.

في الحسابات الكهربائية لأسلاك الفولاذ والألمنيوم ، لا تؤخذ الموصلية الكهربائية للجزء الفولاذي من السلك في الاعتبار ، لأنها صغيرة نسبيًا مقارنةً بموصلية جزء الألومنيوم من السلك.

الإجهاد الميكانيكي (إجهاد الأسلاك) يتعرض له الصلب والألمنيوم. في الموصلات المصنوعة من الفولاذ والألمنيوم مع نسبة مقطع عرضي من الألومنيوم إلى المقطع العرضي للصلب تبلغ حوالي 5-6 ، تأخذ موصلات الألمنيوم 50-60٪ من إجمالي الضغط على الموصل ، والباقي هو قلب الصلب.

تستخدم أسلاك الفولاذ والألمنيوم بشكل أساسي في بناء الشبكات الإقليمية من 35 إلى 330 مترًا مربعًا.

مقاومة موصلات الصلب والألومنيوم للكواشف الكيميائية في الهواء هي نفس مقاومة الألومنيوم والصلب بشكل منفصل. من المستحيل وضع موصلات من الصلب والألومنيوم بالقرب من البحار: هناك تدمير سريع لموصلات الألمنيوم المجاورة لقلب الصلب تحت تأثير التآكل الإلكتروليتي.

إذا كان من الضروري الجمع بين المقاومة النشطة المنخفضة لسلك مع قوة ميكانيكية عالية جدًا ، يتم استخدام أسلاك الفولاذ والبرونز والصلب والألمنيوم.

الموصلات الأكثر شيوعًا من الفولاذ والألمنيوم للعلامة التجارية AC ، مع نسبة مقاطع عرضية من الألومنيوم إلى الصلب تبلغ حوالي 5.5-6.

تتميز أسلاك Aldry بموصلية كهربائية أقل قليلاً من الألمنيوم ، ولكنها أقوى مرتين تقريبًا من القوة الميكانيكية. ألدري سبيكة ألمنيوم بكميات قليلة من المغنيسيوم وثاني أكسيد السيليكون. الوزن النوعي المنخفض للألدر وقوته الميكانيكية العالية يسمحان بمسافات طويلة.

أسلاك مجوفة

يتم عرض إنشاءات الأسلاك المجوفة في الشكل. 2. في أولهما (الشكل 2 ، أ) ، يتم تثبيت الأسلاك النحاسية المستديرة على القلب الحلزوني. اعتمادًا على المقطع العرضي للسلك ، يتم عمل 1-3 أصول سلكية. نوع آخر من الأسلاك المجوفة (شكل 2.6) مصنوع من أسلاك مشكلة متصلة بقفل خاص ، وهذا النوع من الأسلاك المجوفة أكثر عقلانية.

تتطلب خطوط الجهد 220 كيلو فولت وما فوق ، عندما يتم تصنيعها من موصلات من الصلب والألمنيوم ، تكاليف إنشاء وتشغيل أقل من الخطوط ذات الموصلات النحاسية المجوفة.

أرز. 2. الأسلاك المجوفة: أ - مع قلب لولبي من الأسلاك المستديرة ، ب - من الأسلاك المشكلة بقفل.

أسلاك ثنائية المعدن

أدت الرغبة في الجمع بين الموصلية العالية للنحاس والقوة الميكانيكية العالية للصلب إلى إنشاء موصلات ثنائية المعدن. السلك الفولاذي مغطى بطبقة من النحاس ، يتم ربط المعادن باللحام. يمكن أن تختلف نسبة المقطع العرضي للنحاس والصلب على نطاق واسع ، مما يجعل من الممكن الحصول على أسلاك ذات خصائص قريبة من تلك الموجودة في الأسلاك النحاسية أو الفولاذية.

ماركات الأسلاك العارية الحديثة وتصميمها:

• أ - سلك ملتوي من أسلاك الألمنيوم ،

• AKP - سلك من الفئة A ، لكن الفراغ المتداخل للسلك بأكمله ، باستثناء السطح الخارجي ، مملوء بشحم محايد مع زيادة مقاومة الحرارة ،

• AC - سلك يتكون من قلب فولاذي وأسلاك ألومنيوم ،

• ASKS - سلك علامة تجارية للتيار المتردد ، لكن مساحة الأسلاك الداخلية للنواة الفولاذية ، بما في ذلك سطحها الخارجي ، مملوءة بشحم محايد مع مقاومة متزايدة للحرارة ،

• ASKP - سلك من العلامة التجارية AC ، ولكن مساحة الأسلاك الداخلية للسلك بأكمله ، باستثناء السطح الخارجي ، مملوءة بشحم محايد مع زيادة مقاومة الحرارة ،

• ASK - موصل من العلامة التجارية AC ، ولكن قلب الفولاذ معزول بشريطين من فيلم البولي إيثيلين تيريفثاليت. يجب طلاء النواة الفولاذية متعددة الأسلاك الموجودة أسفل صفائح البولي إيثيلين تيريفثاليت بشحم محايد مع زيادة مقاومة الحرارة ،

• سلك AN ملتوي من موصلات سبائك الألومنيوم غير المعالجة بالحرارة من ماركة ABE ،

• АЖ - سلك ملفوف من موصلات سبائك الألومنيوم المعالجة حرارياً من ماركة ABE.