Colegiul Tehnic “Dimitrie Leonida” Iaşi Şcoala de Maiştri Specializarea: Maistru electrician centrale, staţii şi reţele electrice
LINII ELECTRICE AERIENE
Îndrumător: Amelia CIŞMAN Candidat: Eduard STANCU
2012
Cuprins
Introducere ………………………………………………………………………...…… 3 I. Clasificarea liniilor electrice aeriene ……………………………………………….. 4 II. Componentele instalaţiei …………………………………………………………… 5 II.1. Conductoarele ……………………………………..……………………… 5 II.2. Clemele şi armăturile ……………………………………….……………. 6 II.3. Stâlpii ……………………………………………………………………… 6 III. Dispozitive de prindere a conductoarelor pe stâlpi ……………………………… 8 IV. Instalaţia de legare la pământ ……………..…………………………………….. 11 Bibliografie …………………………………………………………………….……… 12
2
Introducere
Liniile electrice sunt folosite pentru transportul energiei electrice de la locul de unde aceasta provine și până la consumator. Această temă este foarte interesantă deoarece este vorba despre curentul electric și cum acesta e transportat, transformat, iar apoi folosit de fiecare persoană în diferite scopuri. Liniiele aeriene sunt folosite în transportul mare de energie pe distan țe lungi. Liniile electrice sunt mai avantajoase decât cele subterane, principalul motiv fiind depistarea imediată a unei defec țiuni și remedierea ei. În prima parte a proiectului este vorba despre clasificarea liniilor electrice aeriene; a doua parte face referire la componen ța liniilor electrice aeriene, în a treia parte identificăm elementele și dispozitivele de prindere a conductoarelor pe stâlpi, iar în ultima parte este prezentată instalaţia de legare la pământ.
3
I. Clasificarea liniilor electrice aeriene
1. După tensiunea nominală pentru care au fost construite: a) linii de joasă tensiune - cu tensiunea nominală până la 1 Kv; b) linii de medie tensiune - cu tensiunea nominală de 6 Kv, 10 Kv, 20 Kv; c) linii de înaltă tensiune - cu tensiunea nominală de 110 Kv şi 220 Kv; d) linii de foarte înaltă tensiune: 400 Kv şi 650 Kv; 2. Din punct de vedere al sistemului de transmisie a energiei: a) linii monofazate; b) linii bifazate; c) linii trifatate; d) linii trifazate cu nul. 3. După elementele constructive: a) LEA pe stâlpi de lemn; b) LEA pe stâlpi de beton; c) LEA pe stâlpi metalici; d) LEA cu izolatoare rigide; e) LEA cu izolatoare lanţ. 4. După funcţionarea lor în cadrul sistemelor energetice: a) linii de transport; b) linii de distribuţie. 5. Din punct de vedere ai consumatorilor pe care îi alimentează: a) linii ce alimentează mari consumatori; b) linii ce alimentează micii consumatori.
4
II. Componentele instalaţiei
Linia electrică aeriană este o instalaţie montată în aer liber, compusă din conductoare, izolatoare, cleme, armături, stâlpi, fundaţii şi instalaţii de legare la pământ care serveşte la transportul sau distribuţia de energie electrică. II.1. Conductoarele
Conductoarele electrice au rolul de a asigura transportul energiei electrice cu pierderi cât mai mici. Conductoarele liniilor aeriene se clasifică în - conductoare active; - conductoare de protecţie. Conductoarele active ale LEA pot fi formate dintr-un singur fir (monofilare) sau
dintr-un mănunchi de fire ( multifilare sau funie). Conductoarele monofilare se execută cu secţiunea circulară din următoarele materiale: - cupru pentru secţiuni de 6-16mm². - oţel pentru secţiuni de 6-25mm². - aluminiu pentru secţiuni de 16-25mm². Conductoare multifilare se execută din mai multe fire, în general din acelaşi material şi cu acelaşi diametru, dispuse în straturi concentrice. Faţă de conductoarele monofilare acestea au avantaje importante: - siguranţă sporită în funcţionare datorită divizării secţiunii conductorului în secţiuni elementare independente; - flexibilitatea conductorului la aceleaşi secţiuni este mare. Se execută din aceleaşi materiale ca şi conductoarele monofilare. Conductoarele multifilare, datorită siguranţei mărite în functionarea pe care o au, sunt folosite cu precădere la traversări peste drumuri, ape, văi. Liniile electrice aeriene în general se execută din aluminiu sau oţel-aluminiu. Cuprul este folosit numai la alimentarea receptoarelor O şi I în zona litoralului, deoarece acolo întâlnim un mediu puternic coroziv.
5
II.2. Clemele şi armăturile
Acestea realizează legătura electrică şi mecanică între conductoarele liniei, izolatoare şi stâlpii liniilor electrice aeriene. Prin cleme se înţeleg piese sau dispozitive de legătură care sunt în contact direct cu conductoarele şi asigură legătura electrică şi/sau mecanică între conductoare sau între acestea şi izolatoare. Armăturile sunt piese sau dispozitive de legătură intermediare între izolatoare şi consolele stâlpilor sau între cleme şi izolatoare. Pentru a evita avarii pe linie, clemele şi armăturile trebuie să aibă o construcţie robustă şi să realizeze o fixare sigură a conductoarelor si izolatoarelor pe stâlpii liniei. Clemele şi armăturile lanţurilor de izolatoare ale liniilor de înaltă tensiune trebuie să aibă muchiile rotunjite, pentru a evita descărcările şi pierderile prin efluvii. II.3. Stâlpii
Stâlpii au rolul de a susţine conductoarele liniilor electrice aeriene. Ţinând cont de rolul pe care îl îndeplinesc în cadrul liniei, stâlpii se clasifică astfel: a) Stâlpii de susţinere: au rol de a susţine conductoarele electrice ale liniei; se execută sub formă de I şi se folosesc pe trasul rectiliniu al liniilor electrice aeriene. b) Stâlpii de întindere sau tracţiune au rolul de a prelua forţele necesare întinderii conductoarelor liniilor electrice aeriene. Se executa în formă de A încât pot prelua eforturile care apar la ruperea reţelei. Aceşti stâlpi se plantează între stâlpii se susţinere la distanţe aproximativ egale. c) Stâlpii de colţ au rolul de a permite schimbările de direcţie ale reţelei. d) Stâlpii terminali se plantează la capetele reţelei. Pot prelua forţe numai după una dintre direcţii, aceea către aliniamentul liniilor electrice aeriene. Stâlpii liniilor electrice aeriene de joasă tensiune se pot executa din lemn, beton sau metal. Stâlpii de lemn sunt folosiţi la executarea liniilor electice aeriene provizorii sau
atunci când consumatorii alimentaţi sunt de mai mică importanţă. Stâlpii de lemn se confecţionează din răşinoase şi foioase impregnate cu soluţii antiseptice.
6
Înălţimea stâlpilor varieaza între 5-14m. Stâlpii din lemn, executaţi simplu, sunt folosiţi pentru susţinere. Stâlpii de întindere se execută în formă de A cu braţele simetrice iar cei de colţ, în formă de A cu braţe nesimetrice. Stâlpii de colţ se mai pot executa folosind un stâlp de susţinere ancorat. Ancorajul se poate fixa în sol, de zid, de alt stâlp, în stâncă. Stâlpii de beton sunt în prezent cei mai utilizaţi pentru susţinerea conductoarelor
liniilor electrice aeriene pentru că se execută uşor, au rezistenţă mecanică şi rezistenţă la acţiunea mediului cu mult mai mari decât ale stâlpilor de lemn. Stâlpii de beton se execută cu armatură de oţel care poate fi normală sau pretensionată. Betonul se toarnă prin vibrare sau centrifugare. Aceşti stâlpi au înălţimi cuprinse între 10-11m şi se întroduce în sol la o adâncime de 1,5-2,3m, în funcţie de destinaţia stâlpului. Pentru a se putea verifica uşor adâncimea de îngropare, pe stâlp, se trasează un reper, cu vopsea, care se află la 4m de bază. Stâlpii de metal sunt utilizaţi în mod normal pentru susţinerea liniilor electrice
aeriene de înaltă şi foarte înaltă tensiune. Fundaţiile stâlpilor sunt elemente de construcţie cu ajutorul cărora se fixează în
pământ stâlpii, inclusiv ancorele acestora. Prin intermediul fundaţiilor se transmit solului încărcările pe care le suportă stâlpii. Există o mare diversitate de fundaţii, care se pot clasifica după diferite criterii: Din punct de vedere al solicitărilor predominante se deosebesc: - Fundaţii supuse la răsturnare; - Fundaţii supuse la smulgere sau compresiune. Din punct de vedere al calculului la stabilitate: - Fundaţii de greutate; - Fundaţii încastrate în teren. După tipul constructiv şi al modului de execuţie: - Fundaţiile burate se folosesc pentru stâlpii liniilor de joasă şi medie tensiune de susţinere în aliniament sau terminali şi de colţ ancoraţi.
7
- Fundaţii turnate din beton armat sau nearmat se folosesc pentru stâlpii de medie şi înaltă tensiune şi mai rar pentru joasă tensiune. - Fundaţiile grătar folosesc traverse de lemn , beton armat sau oţel profilat. - Fundaţiile forat-injectate sunt fundaţii din beton la care gropile sunt executate prin forare. - Fundaţiile prefabricate se folosesc la liniile de înaltă tensiune şi pot fi de diferite forme.
8
III. Dispozitive de prindere a conductoarelor pe stâlpi
Aceste dispozitive de prindere sunt alcătuite din: -izolatoare; -suporturi pentru izolatoare; -console şi cleme de legătură. Izolatoarele au rolul de a fixa conductoarele electrice pe stâlpi. Izolatoarele sunt
elemente componente ale liniilor electrice aeriene, construite dintr-un corp izolant solid, cu sau fără armătură metalică, cu ajutorul cărora se realizează atât izolarea conductoarelor sub tensiune, cât şi fixarea lor. Casificari: a) Din punct de vedere al materialului din care se confecţionează: - izolatoare din materiale ceramice; - izolatoare din sticlă; - izolatoare din materiale sintetice. b) Din punct de vedere constructiv: - izolatoare suport; - izolatoare de tracţiune; - izolatoare pentru siguranţe fuzibile. c) Din punct de vedere al liniilor electrice pentru care sunt destinate: - izolatoare de joasă tensiune; - medie tensiune; - de înaltă şi foarte înaltă tensiune. d) Din punct de vedere mecanic: - izolatoare de susţinere; - izolatoare de întindere. Izolatoarele se execută în două tipuri constructive: -tip H pentru susţinerea conductoarelor; -tip T pentru întinderea conductoarelor.
9
Pe acelaşi izolator se pot prinde unul sau mai multe conductoare. Suporturile pentru izolatoare au rolul de a susţine izolatoarele. Aceste suporturi se execută în două tipuri: -curbe pentru fixarea izolatoarelor direct în stâlpii din de lemn şi de beton sau pentru fixarea în perete; -drepte pentru fixarea izolatoarelor pe console. Consolele au rolul de a fixa suporturile izolatoarelor pe stâlpi. Se confecţionează
din oţel cornier U şi pot fi utilizate pentru izolatoare de susţinere sau pentru izolatoare de tracţiune. Clemele de legătură se folosesc pentru realizarea derivaţiilor conductoare.
Clemele şi armăturile realizează legătura electrică şi mecanică între conductoarele liniei, izolatoare şi stâlpii liniilor electrice aeriene. Prin cleme se înţeleg piese sau dispozitive de legătură care sunt în contact direct cu conductoarele şi asigură legătura electrică şi/sau mecanică între conductoare sau între acestea şi izolatoare. Armăturile sunt piese sau dispozitive de legătură intermediare între izolatoare şi
consolele stâlpilor sau între cleme şi izolatoare. Pentru a evita avarii pe linie, clemele şi armăturile trebuie să aibă o construcţie robustă şi să realizeze o fixare sigură a conductoarelor şi izolatoarelor pe stâlpii liniei. Clemele şi armăturile lanţurilor de izolatoare ale liniilor de înaltă tensiune trebuie să aibă muchiile rotunjite, pentru a evita descărcările şi pierderile prin efluvii. Aceste cleme pot avea: -rol electric; -rol mecanic şi electric. Nu sunt admise ramificaţiile la traversările liniilor electrice aeriene peste drumuri, ape, văi.
10
IV. Instalaţia de legare la pământ
Aceasta se compune din priza de pământ, conductoarele de legătură şi piesele de legătură. Partea principală o constituie priza de pământ, constând din unul sau mai mulţi electrozi în contact cu pământul, prin care se realizează trecerea curentului în pământ. Rezistenţa electrică a prizei de pământ este compusă din rezistenţa electrozilor, rezistenţa dintre electrozi şi sol şi rezistenţa solului. Dintre acestea valoarea cea mai importantă o are rezistenţa solului.
11
Bibliografie
Cristian A., Turcuş S. (2007), Instalaţii electrice, Editura Matrixrom, Bucureşti. Rucăreanu C., Militaru P., Hoţoboc V. (1989), Linii electrice aeriene şi subterane, Editura Tehnică, Bucureşti.
***Suport curs (2012), Reţele electrice, Semestrul I.
12
