عزل خطوط الكهرباء

لفترة طويلة ، طور خبراء الطاقة تقليدًا لأجهزة الاتصال لنقل الكهرباء من مصدر (مولد) إلى مستهلك بمصطلح "خط" ، على الرغم من أن لديهم تصميمًا تقنيًا معقدًا للغاية ويمتد في بعض الحالات إلى عدة مئات أو آلاف الكيلومترات.

ببساطة ، يتكون كل خط نقل من مكونين فقط:

• أنظمة الرصاص الحالية التي تضمن تدفق التيارات الكهربائية ؛

• الوسط العازل الذي يحيط بهذه الأسلاك لمنع الكهرباء من المرور في اتجاه غير ضروري. هذه البيئة تسمى ببساطة العزلة.

وفقًا لطريقة مواد العزل المستخدمة ، تنقسم خطوط الكهرباء إلى:

• هواء؛

• كابل.

خطوط الكهرباء العلوية

تستخدم هذه الهياكل الخصائص العازلة للهواء المحيط لعزل الموصلات الحالية. هذا يأخذ في الاعتبار حقيقة أن له مقاومة يختلف تبعًا للطقس ودرجة الحرارة والرطوبة وغيرها من العوامل. للتخلص من هذه العوامل ، يتم تحديد المسافة المثلى بين الأسلاك لكل نوع من أنواع الجهد.مع زيادة قيمتها ، تزداد المسافة الآمنة للأسلاك من بعضها البعض.

نظرًا لأن إمكانات أي موصل تيار يمكن أن تتدفق إلى الأرض ، فإن موصلات الطور تتحرك أيضًا بعيدًا عن سطح الأرض. ومع ذلك ، من الناحية العملية ، يرتفعون أعلى من ذلك بكثير ، حيث يمكن للناس المشي أو العمل تحتها ، وتتحرك مركبات النقل ويمكن تحديد موقع المباني الخارجية. يتم أخذ كل هذا في الاعتبار من خلال تصميم الدعم الذي تم تثبيت الأسلاك عليه.

عزل خطوط الكهرباء العلوية

بالإضافة إلى اختيار مسافة الهواء بين الأسلاك والأرض ، من الضروري تثبيت أسلاك التيار على الصواري حتى لا تزعج مقاومتها الكهربائية. بعد كل شيء ، فإن المواد المستخدمة للدعامات (الخشب والخرسانة في الطقس الرطب والهياكل المعدنية في جميع الظروف) هي موصلات جيدة للكهرباء.

لإصلاح الأسلاك المفتوحة على صواري الدعامات ، يتم استخدام هياكل خاصة تسمى العوازل ... وهي مصنوعة من مادة عازلة مقاومة. غالبًا ما يختارون أنواعًا خاصة من الخزف أو الزجاج أو ، في كثير من الأحيان ، البلاستيك.

يظهر تصميم نوع منفصل من عوازل البورسلين في الصورة.

العازل الموضح على اليسار مصنوع من قطعة واحدة من البورسلين. والحق يتكون من جزأين.

وفقًا لطريقة التعلق بالصاري ، تنقسم العوازل إلى:

• هياكل الدبوس المتصلة بدبوس معدني مثبت على العبور في وضع عمودي ؛

• الأجهزة المعلقة المعلقة من الصاري ؛

• أنماط التوتر الثابتة في مستوى أفقي لمقاومة قوى الشد.

يتم تصنيعها جميعًا للعمل عند فئة معينة من الجهد الكهربائي. في الوقت نفسه ، يلاحظون قوى ميكانيكية كبيرة في الاتجاه الرأسي والأفقي الناتجة عن الأسلاك المرتبطة بهم في جميع الظروف الجوية.

يجب ألا تضعف هبوب الرياح القوية ، حتى مع تراكم الثلج والجليد ، القوة الميكانيكية للعوازل والأسلاك ، ويجب ألا يضعف المطر المطول وحتى المطر مقاومتها الكهربائية. خلاف ذلك ، سيكون هناك وضع طوارئ ، سيتطلب إزالته تكاليف باهظة.

تُظهر الصورة أدناه مثالاً على إصلاح الأسلاك المفتوحة لخط أحادي الطور 220 فولت على عبور صاري الدعم عند توصيل جهاز إنارة الشوارع باستخدام عوازل من البورسلين.

تستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع لإضاءة الطرق والأرصفة ومناطق الإقليم. يمكن أن تتحمل مادة هذا العازل القوى الميكانيكية لـ:

• شد الأسلاك التي تعمل في المستوى الأفقي على طول محور خط الطاقة ؛

• أوزان الهيكل المعلقة عليها تعمل على ضغط العازل.

تستخدم نفس التصميمات لخطوط 0.4 كيلو فولت.

يتم استبدال الموصلات المعدنية المفتوحة بخطوط طاقة علوية بجهد يصل إلى 35 كيلو فولت ويشمل ذلك. الهياكل المعزولة ذاتية الدعم.

عند استخدامها ، لا يتم استخدام عوازل البورسلين أو الزجاج ، ولكن يتم استخدام نظام تثبيت الكابلات والأسلاك الموضح في الصورة.

في الأعمدة حيث يتم توصيل الأسلاك المكشوفة والهياكل ذاتية الدعم ، يتم استخدام كلا النوعين من التثبيت.

مع زيادة الجهد المطبق على خط النقل العلوي ، تزداد أحجام العوازل وخصائصها العازلة.تعمل العوازل الأكثر قوة على خطوط الجهد 10 كيلو فولت.

لامتصاص قوى التوتر الأفقية للأسلاك في الأماكن التي تتحول فيها الخطوط ، على سبيل المثال ، لتجاوز الخزانات ، يتم استخدام عوازل التوتر ، والتي يمكن أن تتكون من أكاليل.

تُظهر الصورة الاستخدام المشترك لعوازل الدعم والشد على دعم دعم معزز لـ VL-10 kV.

يتم تثبيت نفس الهياكل على دعامات مع قطع... تضمن العوازل الداعمة تشغيل الشفرات المتحركة والتلامس الثابت الثابت للفاصل ، وتمتص عوازل الجهد قوى سحب الموصلات.

تؤكد الصورة أن تصميم جميع عوازل الخط العلوي 25 كيلو فولت أصبح أكثر تعقيدًا. لقد زادوا المسافة بين الموصلات الحالية لخط الطاقة والمواد الحاملة.

هذا واضح للعيان على الخط العلوي بجهد 110 كيلوفولت ، حيث أصبحت سلسلة العوازل أطول ويتم استخدام بنائها المعلق الآن.

ترتبط نهايات الخطوط العلوية ببطانات المحولات الموجودة في المحطات الفرعية.

تتم حماية نقاط اتصال خطوط الطاقة بمعدات المفاتيح الكهربائية المفتوحة ذات الجهد العالي بجهد 110 كيلو فولت بواسطة هياكل أكثر تعقيدًا من العوازل الحاملة التي يمكنها تحمل الأحمال الكهربائية والميكانيكية الكبيرة. يقومون بإزالة الأسلاك الحية من الدعامات على مسافة أكبر.

يمكن رؤية الشيء نفسه في صورة برج علوي مصنوع من المعدن لنقل طاقة عالية الجهد 330 كيلو فولت. تُظهر الصورة أن كل مرحلة بها فصل للموصلات الحالية ، والموصلات التي يتم تثبيتها على العبور باستخدام إكليل مقوى أكثر من عوازل التوتر الزجاجي.

تعمل العوازل اللاحقة لمحطة فرعية بجهد 330 كيلو فولت على نقل الموصلات والقضبان بعيدًا عن الجهاز.

خطوط طاقة الكابلات

في هذه الهياكل ، يتم فصل النوى الموصلة للمراحل عن بعضها البعض بواسطة طبقة من العازل الصلب وتتم حمايتها من تأثير البيئة بواسطة غلاف قوي ولكنه مرن. في بعض الأحيان ، يمكن استخدام زيت الكابلات السائل المصنوع من المنتجات البترولية أو المواد الغازية بدلاً من المواد الصلبة. لكن نادرًا ما تستخدم مثل هذه العوازل في الممارسة العملية.

من حيث تكاليف الإنتاج ، فإن خطوط الكابلات أغلى من خطوط النقل العلوية. لذلك ، يتم وضعها داخل المدينة ، داخل المباني السكنية ، المناطق الصناعية ، عند التقاطعات مع حواجز المياه ، عندما لا يمكن تركيب الدعامات الهوائية.

لتمديد الكابلات ، قم بإنشاء حوامل الكابلات أو القنوات أو القنوات العادية الخنادق المدفونةالتي تقيد الوصول إلى الدوائر الحية.

عزل خطوط طاقة الكابلات

يعتمد بناء كابل الطاقة لخطوط الكهرباء على كمية الطاقة المنقولة من خلاله والجهد المطبق.

عادة ما تكون موصلات الكبل مصنوعة من النحاس أو سبائك الألومنيوم ، ويعتمد نوع المواد العازلة المستخدمة بينهما على مقدار الجهد المطبق.

في الأجهزة حتى 1000 فولت ، غالبًا ما تستخدم طبقات من مركبات البولي إيثيلين أو الهياكل ذات حشوات الورق والحزم المشبعة بزيت الكابلات ذات الاتساق المختلف.

يظهر الترتيب التقريبي لطبقات العزل لكابل رباعي النواة غير قياسي في الصورة.

هنا ، يتم طلاء المعدن من كل قلب موصل بطبقة عازلة تتلامس مع حزم الورق والحشوات الموضوعة في عزل الحزام.الغلاف الخارجي يغلق الهيكل بالكامل.

عندما يتم تشريب الورق بالزيوت المعدنية بمواد مضافة مختلفة لزيادة لزوجة الطبقة ، تزداد خصائص العزل الكهربائي في نفس الوقت. يمكن أن تعمل كابلات الكابلات اللزجة المشبعة بالزيت في دوائر الجهد العالي حتى 10 كيلو فولت وتشمل.

تزيد الطريقة التقنية لتصنيع أسلاك الرصاص من الخصائص التشغيلية للطبقة العازلة. لهذا ، يتم تصنيع كل قلب على شكل كابل متحد المحور منفصل مع تشريب لزج ، يتم وضعه داخل غلاف الرصاص.

يتم ملء الفراغ بين هذه الأوردة بحشو الجوت وتوضع داخل طبقة مدرعة من الأسلاك الفولاذية المجلفنة ، محاطة بطبقة خارجية واقية محكمة الغلق.

تعمل هذه الكابلات ذات الموصلات المعدنية الرصاصية في دوائر الجهد العالي حتى 35 كيلو فولت وتشمل.

لنقل الكهرباء على طول الكابل بجهد أعلى يصل إلى 110 كيلو فولت وأعلى ، يتم استخدام هياكل أخرى لطبقة العزل. يمكن أن يكون هذا زيت الكابلات أقل لزوجة والغازات الخاملة (النيتروجين في أغلب الأحيان). يمكن أن يكون ضغط الزيت في هذه الطبقات منخفضًا (حتى 1 كجم / سم 2) أو متوسطًا (حتى 3 × 5 كجم / سم 2) أو مرتفعًا (حتى 10-14 كجم / سم 2). تعمل هذه الكابلات في دوائر الجهد العالي حتى 500 كيلو فولت وتشمل.

التفتيش على عزل خطوط الكهرباء

أثناء تشغيل المعدات الكهربائية ، يتم تقييم حالة الطبقات العازلة:

• دائماً؛

• دوريا.

تقوم أجهزة التحكم الخاصة بإجراء تحليل مستمر لجودة العزل في الوضع التلقائي. يتم ضبطها بطريقة تقيس تيارات تسرب منخفضة للغاية أثناء التشغيل العادي.عند حدوث انهيار في الطبقة العازلة ، تزداد هذه التيارات ويتم تحديد لحظة مرورها عبر القيمة الحرجة بواسطة دائرة تيار ترحيل مع إصدار أمر إنذار لإخطار أفراد الخدمة.

يتم تعيين المراقبة الدورية لحالة عزل المعدات الكهربائية ، بما في ذلك خطوط الطاقة ، للمختبرات الكهربائية المشكلة خصيصًا والتي تقوم بإجراء عمليات تفتيش للجهد العالي في شكل قياسات واختبارات مع منشآت متخصصة متحركة أو ثابتة.

ينقسم الطاقم الفني لهذه المعامل في نظام الطاقة إلى أقسام منفصلة تسمى خدمة العزل. تشارك ، بتوجيه من المدير ، في الاختبارات الروتينية لمعدات الطاقة الحالية وخطوط الطاقة وهي ملزمة ، قبل كل إدخال لأي أجهزة تم تنفيذ العمل الوقائي عليها مع تفكيك الدائرة ، بتقديم رسالة مكتوبة رأي حول جاهزية قسم الإدخال لتحمل حمل الجهد العالي مع العزل.

اقرأ أيضا: أسباب تلف خطوط الكهرباء العلوية