vodovi

1. ELEKTROENERGETS ELEKTROENERGETSKI KI VODOVI

Vrste elektroenergetskih vodova: 1. Nadzemni elektroenergetski vodovi (zračni, dalekovodi) - Vodiči se voda vode iznad zemlje pričvršćeni na izolatorima na

odgovarajućim nosivim konstrukcijama. 2. Kabelski elektroenergetski vodovi (kabeli) - Vodiči su izolirani i zaštićeni za polaganje u zemlju (ili vodu)

1.1.

NADZEMNI ELEKTROENERGETSKI VODOVI

Nadzemni elektroenergetski elektroenergetski vod je skup svih dijelova koji sluţe za nadzemno voĎenje vodiča koji prenose električnu energiju Osnovni elementi nadzemnog voda su: a) Vodiči b) Zaštitni vodiči (uţad) c) Izolatori d) Spojni ovjesni i zaštitni pribor e) Stupovi f) Uzemljivači i zemljovodi g) Temelji

1.1.1. VODIČI NADZEMNOG VODA

Vodiči kao osnovni elementi voda su uţeta i ţice koji imaju zadatak da vode električnu struju i jedini su aktivni elementi voda. Vodiči su opterećeni mehanički i termički. Vodiči nadzemnog voda izabiru se na temelju električnog proračuna prijenosa tim vodom i gospodarskih kriterija, a mehanička čvrstoća izabranog vodiča kontrolira se mehaničkim proračunom vodiča Zahtjevi za vodiče nadzemnih vodova: - Dobra električna vodljivost (specifična električna vodljivost) - Dobra mehanička čvrstoća (prekidna čvrstoća) - Optimalna teţina - Optimalni promjer vodiča -

Otpornost prema kemijskom djelovanju okoline

Elektroindustrijska i obrtnička škola Rijeka

1 Vodovi visokog i niskog napona

-

Otpornost na atmosferske utjecaje

Otpornost na oštećenja kod montaţe, starenja i korozije Visoka dopuštena temperatura ugrijavanja Prihvatljiva cijena

Materijali za nadzemne vodiče: a) Bakar (Cu) i legure na bazi bazi bakra b) Aluminij (Al) i legure na bazi bazi aluminija c) Čelik 1. Bakar i legure na bazi bakra a) Tvrdo vučeni elektrolitički bakar - Dobra električna svojstva - Primjena samo u specijalnim slučajevima b) Bronza - Legura bakra (98%), kositra i silicija - Poboljšana mehanička svojstva bakra 2. Aluminij i legure na bazi aluminija a) Aluminij (99,5 %) čisti aluminij - Danas prevladava kao materijal za vodiče nadzemnih vodova

=

 č 



 č  č 

 

=

150 77

b) Aldrey - Legura aluminija (98,7 %), mangana, silicija i ţeljeza - Dobra mehanička svojstva 3. Čelik (pocinčani) - Loša električna i odlična mehanička svojstva - Koristi se kao materijal za zaštitnu uţad a rijetko za fazne vodiče - Koristi se kod kombiniranih vodiča (vodič + jezgra), kao jezgra gdje čeličn a

jezgra preuzima mehaničko mehaničko opterećenje vodiča vodiča alučel Aluminij – čelik Al/Fe Bakar – čelik Aldrey – čelik - Čelične ţice se oblaţu vodljivim materijalima Copperweld – čelik obloţen bakrom Alumoweld – čelik obloţen aluminijem



Tablica 1.1.

Bakar Aluminij Bronza (Cu, Sn, Si) Aldrey (Al. Mn, Si, Fe) Čelik (pocinčani) Bakar – čelik

Elek. vodljivost S/m 106) 56 34,8 48 - 18 30 7-8

Alučel (6:1) Aldrey – čelik (6:1)

Specifična masa Prekidna čvrstoća (kg/m3 103) 8,9 2,7 8,65 – 8,9 2,7 7,8 8,25 3,45 3,45

2 P (daN/mm )

40 17 - 19 50 – 70 30 40 – 150 60 -108 17/120 30/120

Izvedbe vodiča nadzemnih vodova a) Pune ţice -

Homogene Nehomogene

b) Sukani vodiči (uţeta) - Homogeni - Kombinirani c) Specijalne izvedbe d) Snopovi e) Izolirani vodiči 1. Pune ţice - Nemaju pravog značaja kao vodiči, ali su oni baza za formiranje ostalih

izvedbi vodiča a) Homogene pune ţice - Vodič u obliku homogene pune ţice koristi se samo na vodovima NN 0,4 kV za male presjeke i male raspone (bakar; Al i aldrey zabranjeni) b) Nehomogene pune ţice - Ţica izraĎena od dva (više) materijala u formi (jezgra + plašt) kao nerazdvojna cjelina. 1. Čelik (Fe) Copperweld 2. Bakar (Cu) Alumoweld

1. Čelik (Fe) 2. Aluminij

Slika 1.1 Vodič – nehomogena ţica



2. Sukani vodiči (uţeta) - Uţeta su standardna forma vodiča nadzemnih vodova - Prednosti pred punim ţicama: o

Veća gipkost Veća prekidna čvrstoća

o

Manje osjetljiv na djelovanje vjetra

o

a) Homogeni sukani vodiči - Oko jedne (rjeĎe dvije ili tri) ţice kao jezgre suču se ţice u više slojeva - Materijal: Al-legure, Cu-legure, Fe m = 3X2 – 3X + 1

m…… ukupan broj ţica jednakog promjera X…… broj slojeva m= X = Slika 1.2. Homogeno uţe – struktura -

1 1

7 2

19 3

37 4

61 5

….. …..

Duţina ţice je za 2 -3 % veća od duţine uţeta, zbog spiralnog sukanja Faktor punjenja iznosi 75 -78 %

Presjeci uţeta su standardizirani nizom: 10 – 16 – 25 – 35 – 70 – 95 – 120 – 150 – 185 – 240 – 300 mm2 To su nazivni presjeci, a stvarni presjeci se nešto razlikuju (tablice).

b) Kombinirani sukani vodiči - Oko jedne (rjeĎe 2 ili 3 ţice) suču se ţice najprije jezgre, a onda ţice -

drugog materijala istog ili različitog presjeka koje čine vodič. Kombinirani sukani vodiči VODIČ JEZGRA Čelik Alučelik Al/Fe Aluminij Aluminij Aldrey Bakar Bakar Bakar

Alumoweld

Čelik Čelik Bronza Copperweld

- Alučelični vodiči, Al/Fe, alučel o o

Najčešće u uporabi kao vodiči nadzemnih vodova Vodič s jezgrom od čelične ţice ili uţeta i vanjskim ţicama od aluminija

o

o

Fe preuzima mehanička opterećenja, a aluminij ima ulogu električnog voodiča Koriste se vodiči različitog omjera presjeka aluminij – čelik; standardna izvedba 6:1



Al /Fe za vodiče

Al/Fe za zaštitna užeta

3:1 4,4:1 6:1 7,7:1 8:1 11,3:1

1,7:1 0,95:1

3. Specijalne izvedbe vodiča - Razlozi razvoja specijalnih izvedbi vodiča: o o

-

Da se spriječi korona Da se spriječi zamor materijala uslijed oscilacija i vibracija

Neprikladni su u proizvodnji i uporabi

a) Šuplji vodiči - Izvode se od sukanih bakrenih elemenata sa eventualnim spiralnim umetcima. - Uporaba na najvišim naponima radi sprječavanja korone b) Antivibracijski vodiči - Čelična jezgra je slobodna u aluminijskom plaštu - Kod montaţe se posebno vrši zatezanje jezgre – različite frekvencije vibracija c) Ekspandirani vodiči - Šuplji – antivibracijski vodič kojem je ispuna izmeĎu jezgre i vodljivog -

plašta ispunjena nekim materijalom (impregnirani papir; plastične mase). Rješava se problem korone i problem vibracija

4. Snopovi - U europsko j praksi se umjesto specijalnih izvedbi vodiča, prividno

-

povećanje presjeka vodiča postiţe uporabom snopova od 2, 3, i 4 uţeta čime se: o Povećava prijenosna moć voda o Sprječava korona Razmak uţeta u snopu drţe odstojnici

5. Izolirani vodiči - Izolirani vodič ima uţe od aluminija ili aluminijskih legura, presvučeno -

izolacijom na bazi umreţenog polietilena. Područja primjene: a) Izolirani SN 10 (20) kV vodovi o o o

Vodovi sa bitno smanjenim razmakom meĎu faznim vodičima Debljina izolacije 2,1 – 2,7 mm Ostala konstrukcija glave voda identična klasičnom vodu



b) Samonosivi kabelski snopovi za NN 0,4 kV mreţe o

Fazni vodiči i nulti vodič formirani su u snop Debljina izolacije 1,2 – 1,8 mm

o

SKS se montira na stupove bez dodatnih izolatora

o

IZBOR PRESJEKA VODIČA NADZEMNIH VODOVA Najmanji presjeci vodiča - Prvi kriterij: Mehanička čvrstoća vodiča Vodiči od Cu ≥ 10 mm2 ≥ 25 mm2 Vodiči od Al ≥ 16 mm2 Vodiči od Fe Vodiči od Al/Fe ≥ 16 mm2 Ostali materijali Sila skidanja ≥3800 N Za vodove raspona <45 m ≥ 6 mm2 Vodiči od Cu Vodiči od Al ≥ 16 mm2 Ostali materijali Sila skidanja ≥1800 N -

Drugi kriterij: Korona o

Jakost električnog polja u blizini vodiča ne smije prekoračiti probojnu čvrstoću zraka, da ne doĎe do tinjavog izbijanja.

Korona:

o

1

Promjer vodiča (mm) ≥  () 9

Slika 1.3 Homogeno uţe a) Sa 7 ţica b) Sa 19 ţica



Slika 1.4. Alučel uţe

Slika 1.5. Šuplji vodič

Slika 1.6. Ekspandirani vodič



Slika 1.7

Vodič u obliku snopa

D = 300 – 600 mm

2 vodiča u snopu (380 kV)

3 vodiča u snopu (380 kV)

4 vodiča u snopu (380 – 750 kV)

Slika 1.8. samonosivi kabelski snop Presjek kabelskog snopa Presjek kabelskog snopa 2 3 × 7 0 + 7 1 + 2 × 16  4 × 16 2

3 – fazni vodiči 16 mm 2 – fazni vodiči 70 mm 1 – nulti vodič 71,5 mm Poz. - naziv

2- fazni vodiči 16 mm 1 – nulti vodiči 16 mm Poz. - naziv

Ekonomski optimalni presjek vodiča - Ukupni godišnji troškovi (troškovi izgradnje, troškovi eksploatacije) moraju biti minimalni -

Ekonomska gustoća struje o Bakreni vodiči 1,8 A/mm2 2 o Aluminijski vodiči 0,6 – 1 A/mm



-

-

Presjeci vodiča standardizirani – tablice Trajno dopuštena struja vodiča – kod trajnog opterećenja vodiča tom strujom temperatura vodiča ne smije prijeći +80 0C uz temperaturu okoline od + 40 0C. Za izabrani standardni presjek vodiča temeljem zadanog strujnog

opterećenja vrši se:

o

Kontrola na pad napona Kontrola na zagrijavanje u stacionarnom i nestacionarnom pogonu Kontrola na gubitke uslijed korone

o

Kontrola mehaničke sigurnosti vodiča – mehanički proračun vodiča

o o

MPV

1.1.2. IZOLATORI ZA NADZEMNE VODOVE

Izolator je dio opreme nadzemnog voda koji vodič mehanički pričvršćuje za stup voda, a električki ga odvaja od stupa i njegovih uzemljenih dijelova. Osnovna izolacija nadzemnog voda (sa golim neizoliranim vodičima) je zrak. Zahtjevi za izolatore: - Odgovarajuća električna (izolacijska) čvrstoća - Odgovarajuća mehanička čvrstoća (teţinu vodiča i dodatni teret prenose s -

vodiča na stup). Potrebna termička otpornost Postojanost prema atmosferskim utjecajima. Vremenska postojanost (starenje)

Sigurnost od pada vodiča kod oštećenja izolatora Lako odrţavanje u pogonu Relativno laka proizvodnja Povoljna cijena

Materijali za izolatore a) Porculan b) Steatit c) Kaljeno staklo d) Umjetne mase 1. Porculan (elektroporculan) - Klasični, tradicionalni materijal - Porculan - glinenac : kvarc : kaolin (1:1:2) 2. Steatit - Elektroporculan u kojemu je glinenac zamijenjen sa magnezijevim silikatom - Bolja mehanička čvrstoća



3. Kaljeno staklo - Ima veću mehaničku i električnu čvrstoću od porculana i steatita - Prednost: Vidljiva oštećenja – kod mehaničkih oštećenja se rasprsne 4. Umjetne mase - PTFE – politetrafluoretilen – - Silikon - Materijali na bazi epoksidnih smola ili umjetnih guma - Znatno su lakši, veća mehanička čvrstoća

Izvedbe izolatora Izolatori se sastoje od izolacijskih tijela i metalnih dijelova.

Po načinu kako nose vodič, dijele se na: a) Potporne (zvonaste) b) Ovjesne (lančaste) 1. Potporni izolatori - Kruto učvršćenje vodiča (vezovi), pa se sile prenose izravno sa vodiča na stup. - Rade se za vodove 0,4 – 35 kV (60 kV) - Tipovi: HD, HVD, HW; VHW (oznake po DIN-u) 2. Ovjesni (lančasti) izolatori - Zglobno učvršćenje vodiča - Izolatori – članci od kojih se slaţu lanci izolatora. - Postizanje veće električne čvrstoće postiţe se slaganjem – nizanjem -

odgovarajućeg broja članaka. Postizanje veće mehaničke čvrstoće postiţe se paralelnim slaganjem izolatorskih lanaca. Tipovi: K, VK, L (oznake po DIN-u) a) Kapasti izolatori – K 

Najviše korišten izolator

Konstrukcija: Na porculansko ili stakleno tijelo je odozgo zacementirana kapa, a odozdo je usidren batić (pocinčano Fe) zaliven olovnom legurom, kitom ili cementom b) Masivni izolatori – VK Otporni na proboj Konstrukcija: Na tijelu od porculana, steatita ima dvije metalne kape c) Štapni izolatori – L 

 



IzraĎuju se od porculana, steatita i u novije vrijeme od umjetnih materijala



Dimenzioniranje izolatora a) Mehaničko dimenzioniranje izolatora b) Električno dimenzioniranje izolatora 1. Mehaničko dimenzioniranje izolatora a) Potporni izolatori Na nosivim stupovima – prijelomna čvrstoća > 2,5 teţine vodiča sa o dodatnim opterećenjem Na zateznim stupovima – prijelomna čvrstoća > 2,5 zatezne sile o

vodiča b) Ovjesni – kapasti izolatori u izolatorskom lancu Na nosivim stupovima - prijelomna čvrstoća > 2,5 teţine vodiča sa o o

dodatnim opterećenjem Na zateznim stupovima – prijelomna čvrstoća > 3 zatezne sile vodiča

Slika 1.9. Potporni izolatori

Slika 1.10.

Kapasti lil X izolatori

a) Normalni izolator K 180/270 b) Stakleni izolator SEDIVER c) Stakleni „magleni“ izolator SEDIVER



Slika 1.11. Masivni i štapni izolator

a) Masivni VK izolator b) Štapni L izolator

2. Električno dimenzioniranje izolatora

Uzroci električnog naprezanja izoalcije nadzemnog voda: -

Pogonski napon Dugotrajni prenaponi Atmosferski prenaponi

Za svaki izolator koji se ugraĎuje u elektroenergetski vod nazivnog napona Un (kV), definirani su ispitni naponi koje mora izdrţati izolator: Un≤220 kV

Nazivni podnosivi atmosferski udarni prenapon Nazivni kartkotrajni podnosivi napon pogonske frekvencije

Un≤400 kV

Nazivni sklopni udarni napon Nazivni podnosivi atmosferski udarni prenapon

Karakteristične dimenzije izolatora – osnova za geometrijsko oblikovanje izolatora: a) Duţina preskočne staze kroz zrak b) Duţina staze kliznih (puţnih) struja c) Duţina staze proboja



1.1.3. PRIBOR ZA NADZEMNE VODOVE Pribor za nadzemne vodove: 1. Spojni pribor 2. Zaštitni pribor 1. SPOJNI PRIBOR a) Električni - Vodič - vodič b) Mehanički - Vodič – vodič - Vodič – izolator - Izolator – izolator - Izolator – stup

Vodič – vodič Slika 1.13. Spojni pribor vodič – vodič

1.1.

a) Strujne stezaljke – električna funkcija - Obične – vijčane - Sloţene - vijčane b) Spojnice – električna i mehanička funkcija - Necentrične o o

Vijčane Zakovične

Zarezne

o

-

Centrične

Kompresijske o Konusne c) Odstojnici – mehanička funkcija - Elastični - Zglobni o



1.2.

Vodič – izolator

a) Nosne stezaljke

b) Zatezne (otponske) stezaljke

Nosne stezaljke - Kruta - Gibljiva - Iskočna - Otpusna - Klizna

1.3.

Zatezne stezaljke - Klinasta - Konusna - Puţasta - Vijčana - Kompresijska

Izolator – izolator

Pribor za uzduţno i poprečno spajanje izolatora - Batić – zdjelica - Dvostruki batić -

Zatici

1.4. Izolator – stup Podupore: - Ravne – Fe stupovi - Krive – drveni stupovi

Stremeni; kuke; uške

Stezaljke i spojnice (SALVI – Dalekovod)

Kompresijska otpornska stezaljka Strujna stezaljka Priključna kompresijska stezaljka Zarezna spojnica

Kompresijska spojnica


Kompresijska stezaljka za popravak alučel vodiča 14 Vodovi visokog i niskog napona

Kompresijska spojnica

Odstojnik

Odstojnik u snopu

Nosna stezaljka

Zatezna (otponska) stezaljka



Nosna stezaljka

Kompletni jednostruki izolatorski lanac s jednostrukim vodičem (pribor SALVI – Dalekovod)

Kompletni dvostruki izolatorski lanac sjJednostrukim vodičem (pribor SALVI – Dalekovod)



Kompletni dvostruki zatezni iz olatorski lanac s dva vodiča u snopu i kompresijskim stezaljkama (pribor SALVI – DALEKOVOD)

2. ZAŠTITNI PRIBOR a) Električni - Rogovi - Prstenovi - Pribor za uzemljenje b) Mehanički - Prigušivači vibracija - Utezi

2.1.

Rogovi - Otklanjanju električni luk iz neposredne blizine izolatora - Fiksiraju stazu preskoka i duljinu preskočne staze

2.2.

Prestenovi - Oblikuju električno polje i ujednačuju raspodjelu napona na izolatoru

2.3.

Pribor za uzemljenje dozemni vod – uzemljuje zaštitno uţe i ovjesno mjesto izolatorskog lanca



2.4.

Prigušivači vibracija (eolske vibracije) - Armor rods – prigušni prutovi -

2.5.

Stock bridge Utezi

Utezi - Utezi od olova, Fe ili betona kojim se dodatno opterećuje nosivi izolatorski

lanac, da mu se smanji otklon uslijed bočnog djelovanja vjetra.

Materijali za pribor nadzemnih vodova (mehanička i električna svojstva) - Kovani čelik - Temperni lijev – pocinčano Fe - Lijevani aluminij ili Al legure - NehrĎajući čelik - Bronca Pribor nije standardiziran ali je tipiziran Prigušivač vibracija

Prigušivač „STOCKBRIDGE“ SALVI – DALEKOVOD a) Detalji b) Primjena uz nosni lanac c) Primjena uz zatezni lanac



1.1.4. STUPOVI ZA NADZEMNE VODOVE STUP je općenito, konstrukcija koja nosi izolatore, vodiče i zaštitnu uţad

Stup osigurava vodičima odgovarajuću visinu nad tlom. Stupovi su mehanički opterećeni. VRSTE STUPOVA a) Prema poloţaju u trasi voda: - Linijski - kutni b) Prema funkciji: - Nosni - Zatezni - Specijalni 1. Prema poloţaju u trasi voda a) Linijski stupovi – nalaze se u ravnom dijelu vertikalne projekcije trase voda b) Kutni stupovi – nalaze se u točkama loma vertikalne projekcije trase voda 2. Prema funkcijiodnosno načinu zaviještanja vodiča na stup a) Nosni (noseći, nosivi) stupovi - Nosni izolatori i izolatorski lanci - Horizontalne sile u smjeru trase se poništavaju, a ima samo vertikalne sile

opterećenja b) Zatezni stupovi - Zatezni izolatori i izolatorski lanci - Horizontalne sile se u pravilu ne poništavaju, pa stup ima horizontalna i

vertikalna opterećenja c) Specijalni stupovi - Rasteretni stupovi – moraju izdrţati jednostrani prekid svih vodiča - Krajnji stupovi – zadnji stupovi na oba kraja voda prije spoja na postrojenje - Preponski stupovi – stupovi koji nisu jednako napregnuti s obje strane, zbog promjene presjeka ili promjene maksimalno dozvoljenog naprezanja -

vodiča (razni prijelazi vodiča) MeĎustupovi – stupovi umetnuti u preponsko zatezno polje radi postizanja potrebne visine vodiča Kriţišni stupovi – stupovi prilagoĎeni kriţanju s nekim drugim vodom Prepletni stupovi – stupovi na kojima se vrši preplitanje vodiča radi postizavanja električne simetr ije voda

Stupovi vrlo često imaju više funkcija istovremeno.



Zatezno (otponsko) polje voda – je dio voda izmeĎu dva zatezna(ili rasteretna) stupa. - Zatezno polje ne smije biti dulje od 8 km odnosno 30 raspona – optimiranje duljine zateznog polja. - Zatezno polje osigurava lokalizaciju oštećenja unutar zateznog polja kod

većih havarija.

MATERIJALI ZA STUPOVE a) Drvo b) Čelik c) Beton d) Aluminij e) Polimeri

1. DRVO -

Upotrebljava se za stupove vodova napona do 220 kV (crveni bor), ali mu je glavna primjena kod vodova srednjeg i niskog napona Kod nas se drvo koristi za vodove napona 0,4 kV, 10 kV i 20 kV a o iznimno i za 35 kV.

-

Prednosti: mala teţina, brza montaţa, jeftin po cijenu u izgradnji Nedostaci: relativno mala trajnost (poboljšava se postupkom impregnacije).

-

Vrste drva koje se koriste za stupove: Pitomi kesten o o Bor o Jela Hrast (za elemente stupova) o Propisima i standardima definirani su zahtjevi u proizvodnji drvenih stupova (dimenzije, postupci ..)

2. ČELIK -

-

Dominira u gradnji stupova VN nadzemnih vodova Stupovi nadzemnih vodova napona 35 kV i više, gotovo isključivo se o

rade od čelika, Elementi za čelične konstrukcije stupova a) Čelični profili (kutni L profili) – hladno oblikovani, valjani b) Ţeljezne cijevi c) Ţeljezni limovi



-

Osnovna rješenja čeličnih konstrukcija stupova a) Rešetkaste konstrukcije od profilnog čelika - Stup ima 4 kutna štapa (pojasnika) koji su učvršćeni dijagonalnim štapovima (dijagonalama). -

Spajanje elemenata stupa o

Vijčano

Varom

o o

-

zakovično

b) Cjevaste konstrukcije od lima (SN i NN) Mana: korozija čelične konstrukcij e o

Zaštita od korozije Legirani nehrĎajući čelici (skupo rješenje) Pocinčavanje čelične konstrukcije   

Premazivanje antikorozivnim premazima

3. ARMIRANI BETON -

Stupovi od armiranog betona odlikuju se velikom trajnošću bez potrebe za odrţavanjem

-

Vrste betonskih stupova: a) Centrifugirani okrugli betonski stupovi - IzraĎuju se tvornički posebnim rotacijskim postupcima - Transportiraju se na mjesto ugradnje – mehanizacija - Područja primjene: 0,4 kV, 10 kV, 20 kV b) Četvrtasti betonski stupovi tvornički proizvedeni – o,4 kV, 10 kV, 20 kV c) Četvrtasti betonski stupovi lijevani na mjestu ugradnje – 35 kV, 140 kV d) Armirano – betonske rešetkaste konstrukcije lijevane na mjestu ugradnje

4. ALUMINIJ I ALUMINIJSKE LEGURE -

Bolji od čelika s obzirom na koroziju, ali bitno skuplji Rješenja konstrukcije slična kao kod čelika Komercijalno do sada rijetko u uporabi (stupne TP i slično), a danas sve više.



5. POLIMERI -

Poliesterski stupovi

Područja primjene: NN, SN, javna rasvjeta, a naročito u uvjetima onečišćenja i

-

aerobne atmosfere Prednost: vrlo su lagani

SILUETE STUPOVA

Konstrukcija stupa mora biti prilagoĎena visini stupa, a visina stupa je odreĎena nazivnim naponom voda (zahtjevi iz tehničkih propisa). Glava stupa – gornji dio stupa na kojem su zavješeni fazni vodiči i zaštitna uţad.

Na oblik i konstrukciju glave stupa utječu: - Broj i presjek faznih vodiča - Broj zaštitnih uţeta - Način zavješanja vodiča - Raspored vodiča u prostoru Raspored vodiča u prostoru: - Raspored vodiča u horizontalnoj ravnini – zahtjeva manju visinu stupa, ali veće razmake vodiča zbog opasnosti dodira vodiča kod njihanja uslijed vjetra; nije -

prikladan za strmovite terene. Raspored vodiča u trokut – daje simetriju pogonskog induktiviteta

Vertikalni raspored vodiča – opasnost dodira vodiča kod odskoka niţeg vodiča uslijed naglog otapanja leda.

Tipične siluete stupova (glava stupova) su: 1. Jela stup 2. Portalni stup 3. Kanadski stup 4. Mačka stup 5. Y – stup 6. Bačva stup 7. Dunav stup 8. Dvostruka jela 9. Sidreni V – stup 10. Sidreni finski stup



Stupovi u trasi dalekovoda

Tipične siluete stupova a – niski napon, kutni g – 35 – 110 kV zatezni, kutni b – niski napon – linijski dvostruka piramida c – 10 – 20 kV linijski h – 35 kV kutni usidreni jarbol d – 10 – 20 kV kutni A stup „igla“ e – 35 kV nosni X stup i – 35 – 110 kV nosni f – 110 kV, nosni portal



Tipične siluete betonskih stupova

a – niski napon b, c, d – 10 – 20 kV e – 35 – 110 kV jela

a- Jela b- Modificirana jela


f – 110 kV, portal g – 35 – 110 bačva h – 35 – 110 dvostruka jela

c- Y stup d- mačka


Modificirana mačka. Isti stup može biti za dvostruki vod 400 kV ili jednostruki vod 730 kV

Sidreni čelično rešetkasti V stup

Sidreno čelični rešetkasti finski stup



Dvostruko čelično rešetkasti stupovi

a - horizontalni raspored vodiča

b- dvostruka jela

c- dunav

d- bačva

SILE NA STUPOVE a) Vertikalne sile b) Horizontalne sile a) Vertikalne sile na stup - Teţina vodiča - Teţina dodatnog opterećenja na vodiču - Dodatna teţina (monter) - Vlastita teţina stupa b) Horizontalne sile na stup - Uzduţne

Obostrani „vlak“ vodiča Sile zatezanja vodiča o Poprečne o Sile uslijed djelovanja vjetra na vodič o

-

o

Sila uslijed djelovanja vjetra na stup



1.1.4.1.

TEMELJI STUPOVA ZA NADZEMNE VODOVE

Stupovi nadzemnih vodova moraju se učvrstiti u tlu tako da bude osigurana dovoljna stabilnost i spriječeno nedopušteno pomicanje stupova pri predviĎenom opterećenju stupova. Zadatak je temelja da sve sile sa stupa prenesu na zlo. Naprezanje temelja - Na pritisak (vertikalno prema dolje) - Na izvlačenje - Na prevrtanje Dimenzioniranje temelja (oblik i veličina) - Ovisi o vrsti i veličini naprezanja temelja - Ovisi o geomehaničkim svojstvima tla ( uključujući i utjecaj podzemnih

voda i ostalih specifičnosti tla) – propisi daju karakteristike tla za proračun temelja prema vrstama tla. -

Za dimezioniranje temelja koriste se uobičajene i verificirane metode.

Temelji drvenih stupova i lakših tipova tvornički proizvedenih betonskih stupova - Drveni stupovi i lakši tipovi tvornički proizvedenih betonskih stupova ukopavaju se u pravilu izravno u tlo bez posebnih temelja, s tim da mora biti ukopana najmanje 1/6 ukupne duljine stupa, ali ne manje od 1,60 m, ako po proračunu nije potrebna veća dubina ukopavanja. -

Stabilnost stupa se postiţe i konstrukcijom onog njegovog dijela koji se ukopava a) Jama oko stupa se ispunjava materijalom iskopa uz čvrsto nabijanje u slojevima – jednostruki stupovi b) Pojedini stupovi A stupova, drvenih portala i sličnih konstrukcija su pod

zemljom povezani temeljnim prečkama (pločama). c) Uporaba betonskih nogara i betonskih temelja

Temelji betonskih i čeličnorešetkastih stupova - Betonski i čeličnorešetkasti stupovi moraju imati temelje, odno sno temeljne stope, tako da pritisak na tlo ne premaši dopuštenu vrijednost za odreĎenu vrstu tla.



Temeljenje drvenog stupa pomoću a) Betonskih nogara b) Betonskog temelja

Složeni betonski temelji a) Za armirano betonski stup b) Za jednu nogu čelično – rešetkastog stupa

Moguće orijentacije raščlanjenih temelja



Oznake termi na u vezi temelj a

-

Vrste temelja čelično rešetkastih stupova prema načinu izrade i obliku: a) - Temelji od armiranog betona - Temelji od nearmiranog betona b) - Monolitni temelj – jedan temelj za cijeli stup - Raščlanjeni temelj – svaka noga stupa ima posebni temelj c) Oblici betonskih temelja (betoniranje na licu mjesta) - Pravokutna prizma - Krnja piramida - Sloţeni temelji d) Temelji od drvenih pragova ili ploča e) Temelji od montaţnih elemenata f) Sidreni temelji u stijeni g) Vertikalni valjkasti temelji u močvarnimterenima



1.1.5. UZEMLJENJE NADZEMNIH VODOVA

Uzemljenje nadzemnog voda u širem smislu obuhvaća: a) Zaštitno uţe b) Uzemljivač stupa c) MeĎusobne galvanske spojeve metalnih dijelo va koji nisu pod naponom Uzemljivač, odnosno uzemljenje nadzemnog voda u uţem smislu,ima zadatak da uspostavi galvansku vezu sa zemljom uz neki neizbjeţni prijelazni otpor (otpor rasprostiranja, uzemljivača). Uloga uzemljenja a) Sigurnost pogona nadzemnog voda b) Sigurnost ljudi koji dolaze u blizinu dalekovodnih stupova

DIMENZIONIRANJE UZEMLJENJA NADZEMNIH VODOVA a) PO KRITERIJU ZAŠTITE LJUDI OD DJELOVANJA OPASNIH NAPONA DODIRA PRI ZEMLJOSPOJU - Stupovi koji su na pristupnim mjestima za ljude, moraju se opremiti -

uzemljivačima Dimenzioniranje uzemljivača ovisi o načinu uzemljenja neutralne točke mreţe u kojoj je vod Mreţe s izoliranom neutralnom točkom o  ≤



Uz = 125 (V)



Iz = struja zemljospoja (A) o

Mreţe s djelotvorno uzemljenom neutralnom točkom Stupovi na pristupnim mjestima u pravilu imaju uzemljivač u 

obliku jednog ili dva prstena 

Mreţa ima pouzdane ureĎaje relejne zaštite za brzo isključivanje kvara sa ureĎajima za automatsko ponovno uklapanje.

b) PO KRITERIJU Z AŠTITE VODOVA OD DIREKTNIH UDARA GROMA - Povratni preskok na vodiče kod direktnog udara groma u stup ili zaštitno 

uţe, nije vjerojatan ako je:  ≤  Ui (kV)….podnosivi napon izolacije promatranog stupa Iu (kA)….tjemena vrijednost udarne stru je groma za promatrani stup Iu (kA) p (%)

5 14

10 40

15 62


20 79

30 91

40 95

50 98

60 99


p ….postotak od svih udara groma Za ovako izračunati otpor uzemljivača (udarni otpor uzemljivača, otpor rasprostiranja uzemljivača) dimenzionira se uzemljivač stupa .

VRSTE UZEMLJIVAČA a) Cijevni uzemljivači – vertikalno zabijene cijevi duge nekoliko metara b) Pločasti uzemljivači – vertikalno ukopane ploče c) Trakasti uzemljivači - Ţica, uţe ili traka horizontalno ukopana u zemlju - Danas najčešće korišteni oblik uzemljivača - Geometrijske konfiguracije trakastih uzemljivača: Prstenaste konfiguracije o Zrakaste konfiguracije o Kombinirane konfiguracije o

MATERIJALI ZA UZEMLJIVAČE (otpornost na koroziju) a) Bakar – traka, uţe, cijev b) Pocinčani čelik – traka, okrugli čelik, cijev, kutnik, U profil c) Copperweld UZEMLJENJE DALEKOVODNIH STUPOVA je najčešće trakasto uzemljenje, oblikovano kao prstenasto (1-2 prstena na dubini 0,5 -1 m oko temelja stupa) ili zrakasto (2 – 4 zvjezdasto poloţene trake od stupa u suprotnim smjerovima) a često prstenasto i zrakasto istovremeno.

ZAŠTITNO (DOZEMNO, GROMOBRANSKO) UŢE Uloga i zadatak zaštitnog uţeta - Štiti fazne vodiče od direktnog udara udara groma (povećanje pogonske sigurnosti voda). -

Doprinosi pouzdanom radu relejne zaštite kod kratkih spojeva prema zemlji.

-

Galvanski povezuje uzemljivače svih stupova i time poboljšava cjelokupni sustav uzemljenja voda.

Materijali za zaštitna uţeta: - Čelik - Vodljivi materijali – Al/Fe, alumoweld, AlMg



Zaštitno uţe mora na svakom stupu biti pouzdano galvanski povezani s uzemljivačem: - Preko samog stupa kod čelično rešetkastih i armirano betonskih stupova. - Preko posebnog dozemnog voda duţ stupova kod drvenih i armiranobetonskih stupova ako ne postoji galvanska veza kroz armaturu stupa.

2.2.

KABELSKI ELEKTROENERGETSKI VODOVI

Elektroenergetski kabel je vod čiji su vodiči iz dobro vodljivog materijala (bakar, aluminij) dobro izolirani i smješteni u zajednički vanjski omotač za zaštitu kabela od vanjskih utjecaja (vlaga, mehanička oštećenja, korozija i slično), nazivnog napona Uo/U≥0,6/1 kV a namijenjeni su za trajno polaganje u: -

Izravno u zemlju Kabelske kanale Vodu

2.2.1. KONSTRULCIJA ELEKTROENERGETSKOG KABELA I DEFINICIJE POJMOVA Konstrukcija kabela ovisi o: - Nazivnom naponu kabela - Uvjetima sredine u koju je poloţen

Ţila – vodič sa svojom izolacijom uključujući i poluvodljive slojeve ako postoje a) Jednoţilni kabeli – kabeli sa jednom ţilom o Srednji, visoki i najviši naponi b) Višeţilni kabeli – kabeli sa 2 – 5 ţila o Troţilni kabeli – srednji i visoki naponi o Četveroţilni kabeli – niski naponi c) Mnogoţilni kabeli – kabeli s najmanje 6 ţila istog presjeka Vodič – aktivni element kabela (od jedne ili više metalnih ţica), čija je funkcija da vodi el. struju

Vrste vodiča: a) Jednoţični vodič b) Višeţični vodič c) Finoţični vodič Elektroindustrijska i obrtnička škola Rijeka


d) e) f) g)

Helikoidno pouţeni vodič Oblikovani vodič – poprečni presjek se razlikuje od kruga Sektorski vodič – oblikovani vodič čiji je presjek pribliţno sektoru kruga. Kompaktirani vodič – pouţeni vodič kod kojeg su meĎusobni prostori izmeĎu pojedinih ţica smanjeni pomoću mehaničkog prešanja ili izvlačenja ili prikladnim izborom profila ţica i njihovim rasporedom

Materijali za vodiče: a) Aluminij visoke čistoće b) Elektrolitski bakar

Osnovni podaci i parametri vodiča a) Nazivni presjek vodiča – standardni niz – 10 – 16 – 25 – 35 – 50 – 70 – 95 – 120 – 150 – 185 – 240 – 300 – 400 – 500 – 630 – 800 – 1000 mm2 b) Električni otpor vodiča kod ϑmax=20 0C (Ω/km) -

Max. vrijednosti

c) Dimenzije vodiča - Promjer vodiča – max. I minim. vrijednosti d) Prekidna čvrstoća vodiča (N/mm 2) - Dozvoljena mehanička naprezanja Izolacija – izolacija postavljena izravno na vodič ili na električnu zaštitu vodiča

(poluvodljivi sloj oko vodiča) Vrste izolacija: a) Namotana izolacija – izolacija namotana trakama spiralno oko vodiča b) Ekstrudirana izolacija – izolacija koja se uglavnom sastoji od jednog sloja

termoplastičnog umjetnog materijala c) Izolacija od umjetne mase – izolacija od termoplastičnog ili termoelastičnog umjetnog materijala d) Termoplastična izolacija – izolacija iz termoplastičnih materijala ili polimera. e) PVC izolacija – izolaci ja iz mješavine na bazi poluvinil klorida (PVC) ili polimera. f) Umreţena izolacija – izolacija iz termoplastičnih materijala ili polimera koja

nakon oblikovanja kemijskim ili mehaničkim postupcima postaje umreţena i time termoplastična. g) VPE izolacija – umreţena izolacija iz polietilena ili polimera ili mješavine na bazi polietilena. h) Izolacija od impregniranog papira (MI) – impregnirana papirna izolacija, kod koje su papirne trake (debljine 0,1 mm i širine 15 – 25 mm) nakon njihovog namatanja, impregnirane tekućim kompaudom (uljem). i) Naročito impregnirana izolacija od papira (MIND) – papirna izolacija

impregnirana u polučvrstoj masi, koja nije tekuća kod maksimalno dozvoljene radne temperature



Vrste kabela s obzirom na izolaciju a) Klasični kabeli – izolacija je višeslojni papirni namot b) Kabeli s izolacijom na bazi umjetnih masa - Elastomeri – koji nakon odreĎenog termičkog postupka ostaju konstantno elastični – to su etilen –propilen i butil - Plastomeri – koji su plastčni kod nekih temperatura – to su polietilen mreţasti (PE) i poluvinilklorid (PVC)

Probojna čvrstoća izolacije E (kV/mm) za

izmjenični napon

E (kV/mm) za udarni napon

PAPIR IMPREGNIRAN ULJEM

45

100-200

PET

30

100

PVC

8

-

POLUVODLJIVI SLOJ – Sloj od poluvodljivog materijala (na bazi grafita) ili metalna

(aluminijska) folija, a sluţi za kontrolu električnog polja u izolaciji i za uklanjanje praznina na granicama izolacije. – Unutarnji poluvodljivi sloj – postavljen preko vodiča – Vanjski poluvodljivi sloj – postavljen preko izolacije POPUNA – Materijal za popunu šupljina meĎu ţilama višeţilnih kabela – Kabeli sa papirnom izolacijom • Upredeni papir • Juta – Kabeli s PET ili PVC izolacijom • PVC masa • Nevulkanizirana guma

ZAŠTITNI DIO KABELA 1. Električna zaštita (ekran, zaslon) – metalni sloj iz bakrenih ţica ili bakrenih

traka a u posebnim slučajevima i iz upletenih bakrenih ţica. 2. Metalni plašt – zaštita od prodora vlage ili vode - Kabeli s papirnom izolacijom – olovo, aluminij , bakar - Kabeli s PET, PVC izolacijom – termoplastične mase, olovo Elektroindustrijska i obrtnička škola Rijeka


3. Bandaţa – kompenzacija unutanjih pritisaka - Izvodi se u obliku metalne trake omotane iznad plašta - materijal: čelik, bakrene legure 4. Armatura – zaštita od mehaničkih naprezanja i oštećenja (podmorski kabeli) - Izvodi se od čeličnih pocinčanih ţica okruglog i li pravokutnog presjeka i

spiralno ovija oko kabela iznad bandaţe 5. Mekani slojevi - izmeĎu plašta, bandaţe, armature - materijal: juta i plastične mase 6. Antikorozivna zaštita – vanjski plašt Materijali: - Juta natopljena katranom, asfaltom ili bitumenom - Ekstrudirani plašt iz termoplastičnih materijala (PET, PVC)

KONSTRUKCIJE KABELA 1. POJASNI KABEL – višeţilni kabel (sa izolacijom od impregniranog papira) kod

2.

3. 4. 5.

kojeg je jedan dio izolacije namotan na svakom vodiču pojedinačno, a preostali dio izolaci je namotan je preko pouţenih ţila. KABEL SA POSEBNOM ELEKTRIČNOM ZAŠTITOM ŢILA (kabel sa radijalnim poljem) – jednoţilni ili višeţilni kabel kod kojeg svaka ţila ima posebnu vanjsku el. zaštitu. KABEL SA ZAJEDNIČKOM EL. ZAŠTITOM – višeţilni kabel kod koje g je el. Zaštita postavljena preko ţila koncentrično u odnosu na os kabela. KABEL SA TROOLOVNIM PLAŠTEM – troţilni kabel sa olovnim plaštem oko svake ţile. KABEL SA IZOLACIJOM OD UMJETNE MASE – kabel sa ekstrudiranom izolacijom od umjetne mase npr. PVC, VPE i dr.

KABELSKI PRIBOR Kabelski pribor – nuţan sastavni element potreban za pogon kabela.

a) Kabelski završetci b) Kabelske spojnice

c) Pribor za spajanje vodiča 1. Kabelski završetak – garnitura koja kraj jednoţilnog ili višeţilnog kabela

električki, mehanički i ako je potrebno hidraulički ili pneumatski završava i omogućuje priključak na elektroenergetska postrojenja. Kabelski završetak za unutrašnju montaţu Kabelski završetak za vanjsku montaţu  





Utični pribor – aparatna uvodnica – kabelski utikač – rastavni završetak

2. Kabelska spojnica – garnitura koja meĎusobno spaja dva ili više kabela a) Ravna spojnica b) Prijelazna spojnica c) Odcijepna spojnica d) Završna spojnica 3. Pribor za spajanje vodiča a) Spojna čahura – sluţi za električno spajanje vodiča - Čahura za lemljenje

Čahura za prešanje Vijčana čahura b) Kabelska stopica – sluţi za električno završavanje vodiča -

Stopica za lemljenje

Stopica za prešanje Vijčana stopica

OZNAČAVANJE KABELA Oznake kabela 1. Konstrukcijska oznaka – vrsta materijala izolacije i plašta, osobine konstrukcije 2. Broj ţila – x - nazivni presjek vodiča u mm 2 3. Oznaka za oblik i vrstu vodiča 4. Nazivni presjek električne zaštite 5. Nazivni napon Uo/U (kV) Primjer: XHE 49-A 1x185 RM/25


12720 kV


2.2.2. PODRUČJA PRIMJENE KABELSKIH ELEKTROENERGETSKIH VODOVA

-

Područja primjene kabelskih i nadzemnih elektroenergetskih vodova Područja primjene – naponske razine i razvoj o o

kabela sa impregniranim papirom kabela sa izolacijom od umjetnih masa

1. Kabeli za niski napon i električne instalacije - Izolirani vodovi – el. instalacije

-

Četveroţilni kabeli – niskonaponske mreţe

2. Kabeli za srednjenaponske mreţe a) Maseni kabeli – izolacija je papir impregniran kabelskom masom - Pojasni kabeli

-

Zaštićeni H kabeli

Troolovni kabeli b) Uljni kabeli –izolacija je papir impregniran uljem c) Kabeli sa PET ili PVC izolacijom Pojasni kabel

H kabel



Troolovni kabel

Pojasni, H kabel i troolovni kabel su maseni kabeli za srednje napone Slijedeće slike prikazuju kabele s PET ili PVC izolacijom za srednji napon Jednožilni PVC ili PET kabel srednjeg napona

Trožilni PVC ili PET kabel srednjeg napona



3. Kabeli za visoke i najviše napone a) Uljni kabeli

Niskotlačni visokotlačni b) Plinski kabeli (dušik) -

c) Polietilenski kabeli d) Kabeli punjeni sa SF6

Razvojne konstrukcije kabela - Kriokabeli - Hipervodljivi kabeli - Supravodljivi kabeli

Niskotlačni uljni kabel

Armirani trožilni niskotlačni uljni kabel



Visokotlačni uljni kabel u cijevnoj izvedbi

Jednožilni plinski kabel

Trožilni plinski kabel s plaštom



Trožilni plinski kabel u cijevi

Kabel izoliran polietilenom napona 225 kV

2.2.3. KRITERIJ ZA IZBOR KABELA 1. Mehanički kriterij

- -

Mjesto i način polaganja Mehanička oštećenja Korozija Vibracije Savitljivost Strma trasa

Zahtjevi na konstrukciju kabela

2. Električki kriteriji a) Nazivni napon kabela - Naponska naprezanja kabela izbor i dimenzioniranje izolacije b) Potrebna prijenosna moć kabela - Strujna naprezanja kabela (strujna opteretivost kabela) izbor

materijala i presjeka vodiča



vodovi

Recommend Documents