Монтаж сельских электроустановок - Правила устройства воздушных линий до 1000В

ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

Электрическая энергия передается к потребителям от электростанции или подстанций по проводам, прикрепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам, или по кабелям, проложенным в земле. В первом случае линию называют воздушной, во втором — кабельной.
В сельском хозяйстве подавляющее большинство трехфазных силовых токоприемников рассчитано на напряжение 380 В и почти все однофазные осветительные, силовые и бытовые токоприемники — на напряжение 220 В. Поэтому наиболее распространены воздушные линии напряжением 0,38 кВ (сокращенно ВЛ 0,38 или ВЛ 0,4 кВ). Номинальное напряжение этих линий у источника питания 400/230 В, а в конце линии, у потребителей (с учетом потерь в линии) — около 380 В между фазами и 220 В между любой фазой и нулевым проводом.
Другие системы напряжений до 1000 В, например трехфазные 220 В для силовых нагрузок и однофазные 127 В для освещения, встречаются все реже и поэтому здесь не рассматриваются.
Кроме фазных и нулевого проводов, на опорах ВЛ 0,38 кВ подвешивают также дополнительный «фонарный» провод, служащий для включения и выключения наружного освещения. Иногда на тех же опорах подвешивают и провода абонентской радиотрансляционной сети.
С помощью линий 0,38 кВ электроэнергия к потребителям мощностью до 40 кВ -А может быть передана на расстояние свыше километра.
Чтобы обеспечить надежность и безопасность, следует при сооружении ВЛ строго руководствоваться указаниями, включенными в «Правила устройства электроустановок» и «Строительные правила и нормы». Например, должны соблюдаться показанные на рисунке 5 минимальные допустимые расстояния между проводами ВЛ 0,38 кВ и ближайшими сооружениями, а также насаждениями.

Рис. 5. Минимально допустимые расстояния между линиями электропередачи напряжением до 1000 В и ближайшими зданиями и сооружениями, а также древесными и другими многолетними насаждениями:
1 — положение провода ВЛ в пролете при наибольшей стреле провеса; 2 — то же, но при наибольшем раскачивании ветром; 3 — кабель; 4 — опора ВЛ 0,38 кВ.

Расстояние от проводов при наибольшей стреле провеса до земли и до проезжей части улиц должно быть не менее 6 м. В труднодоступной местности это расстояние может быть уменьшено до 3,5 м и в недоступной местности (скалы, утесы и т. п.) — до 1 м
При расчете и выборе конструкций ВЛ 0,38 кВ учитывают климатические условия (ветер, гололед) и ряд других факторов.
В СССР имеется семь районов по ветру. К району VII по ветру относятся местности Дальнего Востока, Северного Сахалина и др., где скорость ветра бывает наибольшей.
К району I по ветру относятся местности вблизи Москвы, Минска, Ярославля, Верхоянска и ряд других, где наибольшая скорость ветра невелика. Нормативные значения скоростного напора ветра кгс/м2 (скорость ветра м/с) с повторяемостью 1 раз в 5 лет на высоте 10 м от земли следующие:

Для ВЛ, сооружаемых в местах, защищенных от воздействия поперечных ветров (населенные пункты со сплош-
ной застройкой, лесные массивы и садово-парковые насаждения со средней высотой зданий или деревьев не менее 2/3 высоты опор ВЛ, горные долины, ущелья и т. п.), нормативные значения напора и скорости ветра уменьшены:

Районов по гололеду в СССР пять. Для ВЛ 0,4 кВ они характеризуются наибольшей толщиной стенки гололеда на высоте 10 м от земли с повторяемостью 1 раз в 5 лет:

При проектировании ВЛ делается расчет на механическую прочность, чтобы провода могли выдерживать наибольшие перегрузки от ветра и гололеда, но в то же время в целях экономии учитывают и то обстоятельство, что наибольшие перегрузки случаются не каждый год. Поэтому расчет ведется исходя из повторяемости наибольших величин скоростного напора ветра и толщины стенки гололеда 1 раз в 5 лет. Разумеется, при этом надежность ВЛ 0,38 кВ оказывается несколько ниже, чем надежность ВЛ 6—10 кВ, рассчитываемых на повторяемость неблагоприятных климатических условий 1 раз в 10 лет, а тем более, чем надежность магистральных ВЛ, рассчитываемых на повторяемость наибольшей скорости ветра 1 раз в 15 лет. Если, например, в I районе наибольшая скорость ветра бывает 1 раз в 5 лет — 21 м\с, то 1 раз в 10 лет уже — 25 м/с, а 1 раз в 15 лет — 30 м/с. Поэтому сельские электрики должны быть постоянно готовы к быстрому ремонту ВЛ 0,38 кВ при повреждениях от сверхрасчетных нагрузок при сильном ветре или гололеде. Кроме того, сельские электромонтажники должны тщательно выполнять монтажные работы на ВЛ 0,38 кВ, запас прочности которых сравнительно небольшой уже по проекту, а при небрежном монтаже может снизиться до такой степени, что повреждения ВЛ возникнут в первые же годы эксплуатации.
Проведенные обследования опор, поврежденных при сильном ветре, показали, что некоторые из них упали из-за обрыва небрежно смонтированных проводов, имевших неправильную стрелу провеса, потертых при раскатке, неправильно привязанных к изоляторам. Другие поврежденные опоры были недостаточно заглублены или плохо затрамбованы. Такие недостатки часто остаются незамеченными при приемке ВЛ в эксплуатации, но линия уже не имеет того запаса прочности, с учетом которого составляются проекты. Поэтому крайне важно проверять при помощи соответствующих инструментов качество выполняемых работ и в первую очередь соответствие всех конструкций проекту, правильность разбивки трассы, монтажа опор и проводов.
Расстояния между опорами выбирают так, чтобы стоимость линии была наименьшей. Если увеличить, например вдвое, расстояние между опорами, то вдвое уменьшится число опор и изоляторов, на увеличится высота каждой опоры и возрастет ее стоимость, так как резко увеличится механическая нагрузка на опору, складываемая из массы проводов и возможной нагрузки от массы льда и ветра.
Если же сократить расстояние между опорами, то высоту опор можно уменьшить, так как провес проводов станет меньше. Но при этом увеличится число опор и общая стоимость линии начнет расти при чрезмерном уменьшении длины пролета. Поэтому для каждого типа и напряжения линии существует определенное наивыгоднейшее расстояние между опорами. Чем больше напряжение линии, тем больше и это расстояние.
При прочих равных условиях предпочтительнее большие пролеты между опорами, так как каждая точка подвеса провода является слабым местом изоляции линии и путем для утечки тока в землю через изоляцию. Для ВЛ 0,38 кВ в зависимости от конструкции опор и нагрузок на них пролеты выбирают от 15 м при особо тяжелых условиях (особо гололедный район, VII район по ветру, открытая местность) до 40 м в I — II районах на открытой местности и до 45 м в застроенной местности.
Расстояние между проводами воздушных линий выбирают так, чтобы при раскачивании проводов от ветра не произошло их соударения или схлестывания. Для ВЛ 0,38 кВ расстояния между проводами на опоре и в пролете должны быть не менее: 40 см в I, II и III районах и 60 см — в IV и особом районах гололедности. При наибольшей стреле провеса более 1,2 м указанные расстояния должны быть увеличены пропорционально отношению фактической наибольшей стрелы провеса к стреле провеса, равной 1,2 м.

Рис. 6. План поселка с нанесением воздушных линий 0,38/0,22 кВ (условные обозначения — по таблице 3).

Чтобы определить, к какому району по гололеду относится та или иная местность, нужно пользоваться специальными географическими картами [15]. Районирование в 1971 г. уточнено и поэтому пользоваться картами, помещенными в ПУЭ издания 1966 г., не следует.
Расстояние между проводами при спусках на опоре должно составлять по горизонтали не менее 15 см. Расстояние от проводов до поверхности опоры, траверсы или других элементов опоры должно быть не менее 5 см. На опорах допускается любое расположение фазных проводов, но провода наружного освещения, прокладываемые на опорах совместно с проводами ВЛ, должны (как правило) располагаться ниже фазных, а нулевой провод — еще ниже. Устанавливаемые на опорах плавкие предохранители, секционирующие и другие устройства, должны размещаться ниже проводов ВЛ.
Воздушные линии, как правило, прокладывают неизолированными («голыми») проводами, так как воздух является достаточной изоляцией. К тому же резиновая, хлопчатобумажная и пластмассовая изоляция проводов быстро разрушается под атмосферными и механическими воздействиями, ухудшая условия безопасности обслуживания воздушных линий. Исключение составляют ответвления от ВЛ к вводам в здания, которые иногда монтируют изолированными проводами, имеющими атмосферостойкую изоляцию.
При составлении проектов электрических установок пользуются условными графическими обозначениями, то есть знаками, заменяющими изображение предметов. Некоторые из знаков, применяемых в проектах воздушных линий (рис. 6), даны в таблице 3.

Таблица 3
Условные графические обозначения для проекта ВЛ 0,38 кВ

В проект электрификации сельскохозяйственных предприятий и сельских населенных пунктов входят: пояснительная записка, включающая необходимые описания и согласования; спецификация на оборудование и материалы;
смета и чертежи, в частности, план с нанесением всех электрифицируемых объектов, мест подстанций, трасс линий с указанием марок и сечений проводов, заземлений, мест светильников наружного освещения и др., а также рабочие чертежи.
В период монтажа руководствуются проектом, а также составляют производственную документацию, которая понадобится для сдачи ВЛ в эксплуатацию.
Закрепление подземных частей опор ВЛ, глубину закопки опор, монтаж подземных заземлителей трудно проверить после окончания работ. Поэтому монтажники наблюдают за такими работами и составляют протоколы на скрытые работы (протокол осмотра заземляющего контура перед закрытием и др.). Для осмотра работ перед их закрытием (засыпкой) могут организовываться комиссии с представителями организации — будущего владельца электроустановки, энергонадзора и организации или хозяйства, финансирующего строительства. Если представителей нет, работы осматривают бригадир и мастер, но в этих случаях перед приемкой в эксплуатацию заказчик может потребовать для проверки разрыть отдельные места, что придется выполнять монтажникам. Поэтому рационально во всех случаях приглашать представителя заказчика для оформления производственной документации в процессе работ.
При разбивке мест установки опор согласно проекту и при монтаже линии надо следить за тем, чтобы фактические расстояния от ВЛ 0,38 кВ (при наибольшем их отклонении) до ближайших сооружений были не меньше минимально допустимых (табл. 4).
Приведенные данные не относятся к опорам наружного освещения, расстояния от которых до бровки дороги не нормируются. Эти опоры должны устанавливаться так, чтобы не мешать движению транспорта.
Строительно-монтажные и ремонтные работы на ВЛ нужно выполнять в такое время и такими способами, чтобы не портить посевы. Стоимость причиненных убытков может быть взыскана с виновных лиц. При крайней необходимости стоимость неизбежных потрав включается в смету и хозяйство получает компенсацию в размере полной суммы причиненных убытков от организации, выполнявшей работы.
ВЛ 0,38 кВ, прокладываемые к отдельным строениям, часто располагаются на обрабатываемых сельскохозяйственных угодьях.

Таблица 4 Наименьшие допустимые расстояния от ВЛ 0,38 В

Это мешает работе сельскохозяйственных машин, площадь вокруг опор не обрабатывается и служит рассадником для сорняков. Обследование, проведенное в сетях Латвийской ССР, показало, что более половины опор ВЛ 0,38 кВ расположено на обрабатываемых угодьях. Наиболее значительны потери при возделывании пропашных культур, требующих междурядной обработки. Поэтому трассы ВЛ следует располагать по возможности вдоль дорог и в обход земельных участков.
Однако это не значит, что если проселочная дорога идет через поле вкривь и вкось, то и линия должна следовать за всеми изгибами. Даже вдоль усовершенствованных дорог строить линии в обход угодий не всегда целесообразно. Ведь, обходя поле, мы удлиняем линию, а следовательно увеличиваются и потери электроэнергии в линии, вследствие чего электроэнергия становится для сельскохозяйственных потребителей дороже, а качество (напряжение) электроэнергии ниже (снижается мощность электродвигателей и яркость светильников).
Если стоимость дополнительных потерь электроэнергии значительно превышает стоимость недополучаемой сельскохозяйственной продукции, то экономически целесообразно линию вести напрямик через поле. Расчеты, выполненные в Восточных электросетях Латвэнерго В. В. Петровым [26], показали, что вынос трассы ВЛ 0,38 кВ оправдывается только в том случае, если это не вызывает увеличения протяженности линии свыше 2,8% для земельных участков, не подлежащих механической обработке, или увеличения расчетных затрат, связанных с изменением конфигурации линии более чем на 11,6%.

Если принято решение строить ВЛ 0,38 кВ через поле, то надо подсчитать, не будет ли целесообразнее строить ее в габаритах ВЛ 10 кВ, то есть увеличить высоту опор, пролеты и расстояние между проводами. Первоначальное удорожание может быстро окупиться сельскохозяйственной продукцией, получаемой дополнительно за счет большей обрабатываемой площади при меньшем количестве опор, установленных на угодьях.
Вырубка просеки для ВЛ 0,38 кВ необязательна, если расстояние по горизонтали и вертикали от проводов ВЛ до деревьев или кустов будет не менее 1 м. Если же необходимо вырубить какие-то деревья, то нужно заранее получить разрешение и расчистить трассу до установки опор.