АЖ сымдары жӘне тростар

АЖ – де оқшауланбаған сымдар, яғни оқшаулама қабығы жоқ, қолданылады. АЖ – де кең тараған алюминий, болаталюминий сымдары және АН, АЖ алюминий қорытпалары. Қазіргі уақытта мыс сымдары АЖ – де арнайы техникалық-экономикалық негіздемелерсіз пайдаланылмайды. Әдетте АЖ – де болат сымдарын қолдану ұсынылмайды.

Найзағайдан қорғайтын тростар әдетте болаттан жасалады. Соңғы жылдары найзағайдан қорғайтын тростарды байланыстың жоғарыжиілікті арналарын ұйымдастыру үшін пайдаланады. Мұндай тростар болаталюминийден жасалынады.

а – көпталды сымның жалпы түрі; б – бірталды сымның қимасы; в, г – бір және екі металдан жасалған көпталды сымның қималары; д – қуыс сымның қимасы

2.13 суреті – АЖ сымдарының қиыстырмалары

Оқшауланбаған сымдардың қиыстырмалары мен жалпы түрлері 2.13, а сур. келтірілген. Бірталды сым (2.13, б сур. ) бір шеңбер сымнан тұрады. Мұндай сымдар көпталдылардан арзан, бірақ иілу қабілеті мен механикалық беріктілігі төмен. Көпталды сымдар бір металдан (2.13, в сур.), бірнеше бұратылған сымдардан тұрады. Қима көбейгенде сымдардың саны өседі. Екі металдан жасалған көпталды сымдарда – болаталюминий сымдарында (2.13, г сур.) – ішкі сымдар (сымның өзекшесі) болаттан, ал сыртқысы алюминийден жасалынады.

Болат өзекше механикалық беріктілікті, ал алюминий сымның ток өткізетін бөлігін көбейтеді. Қуыс сымдар (2.13, д сур.) ойықтарымен бір – бірімен жалғанған жазық сымдардан жасалынады, бұл сымның қиыстырмалық беріктілігін қамтамасыз етеді. Мұндай сымдардың бірталдымен салыстырғанда диаметрі үлкен, соған байланысты сымдардағы тәжді разрядтың пайда болуының ықтималдығы азаяды және тәжге жұмсалатын энергия шығындары едәуір төмендейді. Қуыс сымдар АЖ – де сирек қолданылады, олар көбінесе 35 кВ және жоғары ҚС шиналарын жасауға пайдаланылады. Электрэнергия шығындарын төмендету үшін U _ном 330 кВ кернеулерінде АЖ әр фазасы бірнеше сымға ыдыратылады (расщепление).

Сымдар материалының жоғары электрлік өткізгіштігі болу керек. Өткізгіштік бойынша бірінші орында мыс, одан кейін алюминий тұр; болаттың өткізгіштігі едәуір төмен. Сымдар мен тростар беріктілігі жеткілікті металдан жасалынуы керек. Механикалық беріктілік бойынша бірінші орында болат тұр. Сымдар мен тростардың материалы даттану мен химиялық әсерлерге төзімді болу керек.

Мыс өзінің жоғары қасиеттеріне – жақсы өткізгіштік, үлкен механикалық беріктілік және датқа төзімділік, байланысты қымбат және тапшы. Сондықтан қазіргі уақытта мыс сымдарды АЖ жасауға қолданбайды. Оларды түйіспелік тораптарда, аранаулы өндіріс тораптарында (шахталар, кен орындары және т.б.) пайдалану рұқсат етіледі.

Алюминий – табиғатта кең тараған метал. Оның меншікті өткізгіштігі мыс өткізгіштігінің 65,5 % құрайды. Алюминийдің үлкен өткізгіштігі, жеңілдігі және табиғатта кеңінен тарауы оның сымдар мен кабельдер үшін ток өткізгіш метал ретінде тиімді пайдалануына алып келді. Алюминийдің негізгі кемшілігі – салыстырмалы аз механикалық беріктілігі. Алюминийлік бірталды сымдар аз беріктілігіне байланысты шығарылмайды. Көпталды алюминий сымдары әдетте кернеуі 35 кВ дейінгі таратушы тораптарда қолданылады, ал кернеуі одан жоғары тораптарда болаталюминий сымдары пайдаланылады. ГОСТ 839-80 сәйкес А және АКП алюминий сымдары шығарылады. А маркалы сымы концентрлі бұралған диаметрі бірдей алюминий талдарынан тұрады (сымдар саны 7 - ден 61 – ге дейін); АКП - А маркалы сым, бірақ оның сым аралығындағы кеңістігі даттың пайда болуына қарсы әсер жасайтын, қызуға жоғары төзімді бейтарап маймен толтырылған. Датқа төзімді АКП сымы теңіз жағалауы, тұзды көлдер және химиялық кәсіпорындардың маңындағы АЖ үшін қолданылады.

Алюминий қорытпалары сымдарының (АН – қызумен өңделмеген, АЖ – қызумен өңделген қорытпа) механикалық беріктілігі үлкен және өткізгіштігі А маркалы сыммен шамалас.

Болаталюминий сымдары АЖ – де кеңінен қолданылады. Болат өзекшенің өткізгіштігі ескерілмейді, ал электр кедергісі ретінде тек алюминий бөлігінің кедергісі қабылданады. ГОСТ 839-80 сәйкес АС, АСКС, АСКП, АСК маркалы болаталюминий сымдары шығарылады.

АС маркалы сым болат өзекше және алюминий сымдарынан тұрады. Сым ауасы зиянды химиялық қоспалармен ластанған аудандардан басқа құрылықтағы АЖ үшін арналған. Даттануға төзімді АСКС, АСКП, АСК сымдары теңіз, тұзды көлдер жағалаулары және ауасы лас өндірістік аудандарындағы АЖ үшін арналған; АСКС және АСКП – бұл маркасы АС сымдары, бірақ болат өзекше (С) немесе барлық сымның (П) кеңістігі қызуға жоғары төзімді бейтарап маймен толтырылған; АСК –маркасы АСКС сымы, бірақ болат өзекшесі полиэтилен үлпегінің екі таспасымен оқшауланған.

Сым маркасының белгісіне сымның алюминий бөлігінің номиналды қимасы және болат өзекшенің қимасы енгізіледі, мысалы АС 120/19 немесе АСКС 150/34.

АЖ ТІРЕКТЕРІ

АЖ тіректері анкерліге, аралыққа, бұрыштыққа, соңғыға және арнаулыға бөлінеді. Анкерлік және аралық тіректер сымдарды ілу тәсілі бойынша айырылады. Аралық тіректерде сымдар оқшауламалардың сүйемелдейтін гирляндаларының көмегімен ілінеді (2.3 сур.). Анкерлік тіректер сымдарды керуге арналған, бұл тіректерде сымдар ілінетін гирляндалардың көмегімен ілінеді. Аралық тіректердің арасындағы қашықтық аралық өткін немесе өткін деп, ал анкерлік тіректердің арасындағы қашықтық анкерлік өткін деп аталады.

Анкерлік тіректер АЖ ерекше жауапты нүктелерінде сымдарды қатаң бекітуге арналған: ерекше маңызды инженерлік құрылымдардың қиылыстарында (мысалы, темір жолдардың, 330–500 кВ АЖ, жүретін бөлігінің ені 15 м автомобиль жолдарының және т.б.), АЖ соңында және оның түзу айландарының соңында. Анкерлік тіректер АЖ трассасының түзу айландарында сымдардың керілуі бірдей тіректің екі жағынан ілінгенінде АЖ қалыпты режимдерінде аралық тіректердің орындайтын функцияларын атқарады. Бірақ анкерлік тіректер көрші өткінде сымдар үзілгенде сымдар мен тростардағы пайда болатын мәнді керілулерге есептеледі. Анкерлік тіректер аралықтарға қарағанда едәуір күрделі және қымбат, сондықтан олардың саны әр желіде минималды болу керек.

2.14 суреті – АЖ анкерлік өткінінің және темір жолмен қиылысындағы өткінінің сұлбасы

 

Ең ауыр жағдайда желінің электрстанциясынан шыққанында немесе ҚС жақындағанында орнатылатын соңғы анкерлік тіректер болады. Бұл тіректер желі жағынан барлық сымдардың біржақты керілуін көтереді, өйткені ҚС портал жағынан керілу мәнді емес.

Аралық түзу тіректер анкерлік өткінде сымды сүйемелдеу үшін АЖ түзу айландарында орнатылады. Аралық тірек анкерлікке қарағанда арзан және дайындағанда қарапайым, өйткені ол екі жақтан сымдардың бірдей керілуіне байланысты сымдар үзілмегенде, яғни қалыпты режимде, желі бойындағы күштердің әсерін сезбейді. Аралық тірек анкерлікпен салыстырғанда, арзан және жасағанда қарапайым, өйткені сымдар үзілмегенде, яғни қалыпты режимде, ол екі жақтан сымдардың бірдей керілгенінде желі бойындағы күштерді сезбейді. Аралық тіректер АЖ тіректерінің жалпы санынан 80–90 % кем емес құрайды.

1 – сымдар; 2 – оқшаулағыштар; 3 –жайтартқыш тросы; 4 – трос тірегі; 5– траверсалар, тіректер; 6 –тірек; 7– тіректің іргетасы

2.12 суреті – Біртізбекті желінің аралық метал тірегі

Бұрыштық тіректерді желінің бұрылатын нүктелерінде қондырады. Желінің бұрылу бұрышы деп, желінің (2.4 сур.), ішкі бұрышына 180° дейін қосымша желілердің жоспарындағы бұрышын айтады.Бұрыштық тіректердің траверсаларын бұрышының биссектрисасымен орнатады.

Бұрыштық тіректер анкерлік және аралық типті болуы мүмкін. Аралық түзу тіректер қабылдайтын жүктемелерден басқа, аралық және анкерлік бұрыштық тіректерге сымдар мен тростар керілуінің көлденең құраушыларының жүктемелері де әсер жасайды.

2.15 суреті – Бұрыштық тіректер: 1 – тіректің аяқтары; 2 – траверса; 3 – тұзақ

20° дейінгі бұрылу бұрыштарында анкерлік типті бұрыштық тіректерді жиі қолданады (2.3 сур.). Электрбереліс желілерінің 20° артық бұрыштарға бұрылғанында аралық бұрыштық тіректердің үлесі едәуір өседі. Сондықтан электр тораптарында аралық бұрыштық тіректер желілердің 10...20° бұрылу бұрыштарында қолданылады [12]. АЖ – де арнаулы тіректердің келесі типтері қолданылады: транспозициялық – тіректерде сымдардың орналасу тәртібін өзгерту үшін; тармақтық – негізгі желіден тармақтар жасау үшін; өтпелі – өзендерді, сайларды және т.б. қиып өту үшін.

Транспозицияны кернеуі 110 кВ және жоғары, ұзақтығы 100 км жоғары желілерде АЖ тізбегінің барлық үш фазаларының сыйымдылығы мен индуктивтігі бірдей болу үшін қолданады. Мұнда желінің барлық айландарында бір – біріне байланысты өзара жайғасуын кезекпен өзгертеді. Әр фазаның сымы желінің үштен бірінде бірінші, екінші бөлігінде екінші, үшінші бөлігінде үшінші орында өтеді. Сымдардың мұндай үш есе ығысуын транспозиция циклы дейді (2.16 сур.).

2.16 суреті – Біртізбекті желі сымдарының транспозиция циклы

Сымдар мен жайтартқыш тростардың ең кең тараған орналасулары 2.16 сур. бейнеленген. Сымдардың үшбұрышпен орналасуын (2.6, а сур.) 20 кВ АЖ және тіректері метал және темірбетон біртізбекті 35–330 кВ АЖ қолданады.Сымдардың жатық орналасуын (2.17,б сур.) тіректері ағаш 35–220 кВ АЖ және 330 кВ АЖ пайдаланады. Сымдардың мұндай орналасуы төмендеу тірктерді қолдануға мүмкіндік береді және көк мұз пайда болғанда және сымдар сілкінгенде олардың айқасу ықтималдығын азайтады. Сондықтан жатық орналасу көк мұз аудандарында тиімдірек.

а–үшбұрыш сүмбелерінде; б – жатық; в–теріс шырша; г – бөшке.

2.17 суреті – Сымдар мен тростардың тіректерде орналасуы

Екітізбекті АЖ – де сымдардың теріс шырша орналасуы монтаждау шарттары бойынша ыңғайлы (2.17, а сур.), бірақ тіректердің массасын көбейтіп, екі қорғаныс тростарын ілуді талап етеді. Тіректері болат және темірбетон, сымдары бөшке болып орналасқан 35–330 кВ АЖ тіректері ең экономикалық тиімді және кең тараған (2.17, г сур.).

Электр тораптарында ағаш тіректерді 10 кВ дейінгі АЖ – де кеңінен қолданады. Бұл тіректердің құндылықтары – аз құны (орман ресурстары бар аймақтар) және жасау қарапайымдылығы. Кемшілігі – ағаштың әсіресе топырақтың ішінде шіруі. Шіруге қарсы тиімді құрал – арнаулы антисептиктермен қанықтыру.

Оқшауламалары ұшты 6, ілмешектерде 5 бекітілген 6–10 кВ АЖ үшін (2.18, а сур.) сымдары 7 үшбұрышпен орналасқан бірсырықты аралық тірек ең тиімді. Көп жағдайда тіректерді құранды жасайды. Тіректің аяғы екі бөліктен тұрады: ұзыннан (сырық 3) және қысқадан (пасынок 1). Пасынокты сырықпен болат сымнан жасалған екі бандажбен 2 жалғайды. Анкерлік және аралық бұрыштық тіректер 6–10 кВ АЖ үшін А- тәрізді қиыстырма түрінде жасалынады.

 

2.18 суреті – Аралық ағаш тіректері: а - 6-10 кВ бірсырықты; б- 110 кВ ендірілген байланыстары бар П-тәрізді.

 

2.19 суреті – Ағаш анкерлік бұрыштық біртізбекті еркін тұрған тірек

110 кВ АЖ және оқшауламалары 6 ілінетін 35 кВ АЖ үшін сымдары 7 жатық орналасқан ағаш тіректері қолданылады. Бұл желілер үшін аралық тірек жел байланыстары 8 екі сырық пен жатық траверсасы 4 бар портал болып келеді (2.7,6 сур.). Анкерлік бұрыштық тіректер ВЛ 35–110 кВ АЖ үшін кеңістік А–П- тәріздес қиыстырмалар түрінде жасалынады (2.19 сур.).

Кернеуі 35 кВ және жоғары электрберіліс желілерінде қолданылатын метал тіректерінің (болат) металсыйымдылығы жеткілікті және даттан қорғану үшін эксплуатация үрдісінде бояп тұруды талап етеді. Метал тіректерін темірбетон іргетастарына қондырады. Тірек денесінің қиыстырмалық шешімі бойынша бұл тіректерді негізгі екі сұлбаға – мұнаралы немесе бірсырықты (2.12 сур.) және порталдыға, ал іргетастарда бекіту тәсілі бойынша – еркін тұрған тіректерге (2.12 және 2.21 сур.) және керуде тұрған тіректерге жатады (2,20, а...в сур.). Қиыстырмалық шешім және сұлбадан тәуелсіз метал тіректері кеңістік торланған қиыстырмалары түрінде жасалынған (2.9, г сур.). 110 кВ АЖ бірыңғайлы біртізбекті аралық тірегі 2.12 сур., ал 220 кВ АЖ екітізбектісі – 2.21, а сур. көрсетілген. Анкерлік тіректердің аралықтардан траверсаларының үлкен мөлшерлері мен тірек денесінің күшейтілген қиыстырмасымен айырмашылығы бар. На ВЛ 500 кВ АЖ – де әдетте сымдардың жатық орналасуы қолданылады. 500 кВ АЖ аралық тіректері порталды еркін тұруы немесе керуде болуы мүмкін. 500 кВ тірегінің ең тараған қиыстырмасы – керудегі портал (2.20, а сур.). 750 кВ желі үшін керудегі порталды тіректер және керулері ыдыраған типі «Набла» V- тәріздес тіректері қолданылады.

а – аралық біртізбекті тартылған 500 кВ; б– аралық V- тәрізді 1150 кВ; в – 1500 кВ тұрақты токтың аралық тірегі; г – кеңістік тор қиыстырмаларының элемен­ттері

2.20 суреті – Метал тіректер

1150 кВ желілерінде нақты жағдайларда пайдалану үшін тіректер қиыстырмаларының бір қатары – порталды, V- тәріздес, вант траверсасы бар ойластырып жасалынды. 1150 кВ желілері үшін аралық тіректердің негізгі типі сымдары жатық орналасқан керудегі V- тәріздес тіректер.

 

2.21 суреті – Металдан жасалған еркін тұрған екітізбекті тіректер: а – аралық 220 кВ; б –анкерлік бұрыштық 110 кВ (2.20,б сур.).

Темірбетон тіректерінің қызмет мерзімі ағаш тіректерінен ұзақ, оларға метал тіректеріне қарағанда аз метал кетеді, қызмет көрсетуде қарапайым және сондықтан 500 кВ дейінгі желілерде кеңінен қолданылады. Темірбетон тіректерін жасағанда бетонның қажетті тығыздығын қамтамасыз ету үшін дірілмен тығыздау және центрифуга қолданылады. Дірілмен тығыздау әртүрлі дірілдеуіштермен және діріл столдарында жүргізіледі.

2.22 суреті – Аралық темірбетон еркін орналасқан біртізбекті тіректер: а – 6–10 кВ ұшты оқшауламаларымен; б –35 кВ; в–110 кВ; г – 220 кВ

Центрифугалау бетонды өте жақсы тығыздайды және арнаулы машиналар – центрифугаларды қажет етеді. 110 кВ және жоғары АЖ – де тіректердің сырықтары мен порталды тіректердің траверсалары -
центрифугаланған құбырлар, конустық немесе цилиндрлік. 35 кВ АЖ – де сырықтар – центрифугаланған немесе діріл бетоннан, ал кернеуі төмендеу АЖ үшін – тек діріл бетонынан жасалады. Бірсырықты тіректердің траверсалары – мырышталған метал. 6–10 кВ және 35–220 кВ АЖ бірсырықты тіректері еркін тұрған (аралық, 2.22, 2. 23, а сур.) және керуде болады (анкерлік бұрыштық). Еркін және керуде тұрған порталды тіректер 330–500 кВ АЖ – де қолданылады (1.23,б сур.). 500 кВ АЖ – ң әр фазасының сымы үшке ыдыратылған.

2.23 суреті – Аралық темірбетон тіректері: а – бірсырықты еркін тұрған екітізбекті 110 кВ; б – порталды тартылған біртізбекті 500 кВ

Электр тораптарының 35–500 кВ АЖ - де метал және темірбетон тіректерінің қиыстырмалары үшін бірыңғайлау (унификация) жүргізілген. Нәтижесінде тіректердің типтері, қиыстырмалары және бөлшектерінің саны азайды. Бұл тіректерді зауыттарда сериямен шығаруға мүмкіндік берді, ол өз кезегінде желілерді құруды арзандатты.