Le transport de l’énergie électrique sur de moyennes et longues distances s’effectue le plus souvent via des lignes électriques situées à l’air libre. Leur conception doit toujours répondre à deux exigences fondamentales :

1. fiabilité de la transmission de puissance élevée ;

2. assurer la sécurité des personnes, des animaux et des équipements.

Lorsqu'elles fonctionnent sous l'influence de divers phénomènes naturels associés aux rafales de vent, de glace et de gel des ouragans, les lignes électriques sont périodiquement soumises à des contraintes mécaniques accrues.

Pour résoudre globalement les problèmes de transport sûr de l'énergie électrique, les ingénieurs électriciens doivent soulever les fils sous tension à une grande hauteur, les répartir dans l'espace, les isoler des éléments de construction et les monter avec des conducteurs de courant de sections accrues sur des supports à haute résistance. .

Structure générale et disposition des lignes électriques aériennes

Toute ligne de transport d'électricité peut être représentée schématiquement :

supports installés dans le sol;

fils à travers lesquels le courant passe;

raccords linéaires montés sur supports;

isolateurs fixés aux raccords et maintenant l'orientation des fils dans la lame d'air.

En plus des éléments de lignes aériennes, il faut inclure :

fondations pour supports;

système de protection contre la foudre;

dispositifs de mise à la terre.

Les supports sont :

1. ancrage, conçu pour résister aux efforts des fils tendus et équipé de dispositifs de tension sur les ferrures ;

2. intermédiaire, utilisé pour fixer les fils à travers des pinces de support.

La distance au sol entre deux supports d'ancrage est appelée section ou travée d'ancrage, et pour les supports intermédiaires entre eux ou avec l'ancrage - intermédiaire.

Lorsqu'une ligne électrique aérienne traverse des barrières d'eau, des ouvrages d'art ou d'autres objets critiques, des supports avec des dispositifs de tension de fil sont installés aux extrémités d'une telle section, et la distance entre eux est appelée travée d'ancrage intermédiaire.

Les fils entre les supports ne sont jamais tirés comme une ficelle – en ligne droite. Ils s'affaissent toujours un peu, positionnés dans l'air en tenant compte des conditions climatiques. Mais en même temps, la sécurité de leur distance aux objets au sol doit être prise en compte :

surfaces ferroviaires;

fils de contact;

les itinéraires de transport ;

fils de lignes de communication ou autres lignes aériennes ;

installations industrielles et autres.

L'affaissement du fil dû à la tension est appelé. Elle s'apprécie de différentes manières entre les supports car les parties supérieures de ceux-ci peuvent être situées au même niveau ou avec des dépassements.

L'affaissement par rapport au point d'appui le plus élevé est toujours supérieur à celui du point d'appui inférieur.

Les dimensions, la longueur et la conception de chaque type de ligne électrique aérienne dépendent du type de courant (alternatif ou continu) de l'énergie électrique qui la traverse et de l'amplitude de sa tension, qui peut être inférieure à 0,4 kV ou atteindre 1 150 kV.

Disposition des fils de lignes aériennes

Le courant électrique passant uniquement en circuit fermé, les consommateurs sont alimentés par au moins deux conducteurs. En utilisant ce principe, de simples lignes électriques aériennes à courant alternatif monophasé avec une tension de 220 volts sont créées. Des circuits électriques plus complexes transmettent l'énergie à l'aide d'un circuit à trois ou quatre fils avec un zéro solidement isolé ou mis à la terre.

Le diamètre et le métal du fil sont sélectionnés en fonction de la charge de conception de chaque ligne. Les matériaux les plus courants sont l'aluminium et l'acier. Ils peuvent être constitués d'un seul noyau monolithique pour les circuits basse tension ou tissés à partir de structures multifilaires pour les lignes électriques haute tension.

L'espace interne entre les fils peut être rempli d'un lubrifiant neutre, qui augmente la résistance à la chaleur, ou sans.

Les structures toronnées constituées de fils d'aluminium qui conduisent bien le courant sont créées avec des noyaux en acier conçus pour résister aux charges de tension mécanique et éviter les ruptures.

GOST classe les fils ouverts pour les lignes électriques aériennes et définit leurs marquages ​​: M, A, AC, PSO, PS, ACCC, ASKP, ASU, ACO, ASUS. Dans ce cas, les fils monofilaires sont désignés par leur diamètre. Par exemple, l'abréviation PSO-5 signifie « fil d'acier ». constitué d’un noyau d’un diamètre de 5 mm. Les fils multiconducteurs pour lignes électriques utilisent un marquage différent, y compris une désignation avec deux nombres écrits à travers une fraction :

le premier est la section transversale totale des conducteurs en aluminium en mm² ;

la seconde est la section transversale de l'insert en acier (mm²).

En plus des conducteurs métalliques ouverts, les fils sont de plus en plus utilisés dans les lignes aériennes modernes :

autoportant isolé;

protégé par un polymère extrudé, qui protège contre l'apparition de courts-circuits lorsque les phases sont submergées par le vent ou lorsque des corps étrangers sont projetés du sol.

Les lignes aériennes remplacent progressivement les anciennes structures non isolées. Ils sont de plus en plus utilisés dans les réseaux internes, constitués de conducteurs en cuivre ou en aluminium recouverts de caoutchouc avec une couche protectrice de matériaux fibreux diélectriques ou de composés de polychlorure de vinyle sans protection externe supplémentaire.

Pour éliminer l'apparition d'une décharge corona à longue distance, les fils des lignes aériennes de 330 kV et des tensions plus élevées sont divisés en flux supplémentaires.

Sur le VL-330, deux fils sont montés horizontalement ; pour une ligne 500 kV ils sont portés à trois et placés aux sommets d'un triangle équilatéral. Pour les lignes aériennes de 750 et 1 150 kV, on utilise respectivement une répartition en 4, 5 ou 8 flux, situés aux coins de leurs propres polygones équilatéraux.

La formation d’une « couronne » entraîne non seulement des pertes d’énergie, mais déforme également la forme de l’oscillation sinusoïdale. C’est pourquoi ils le combattent avec des méthodes constructives.

Disposition de soutien

Généralement, des supports sont créés pour sécuriser les fils d'un circuit électrique. Mais sur les tronçons parallèles de deux lignes, un support commun peut être utilisé, destiné à leur installation commune. De telles conceptions sont appelées doubles chaînes.

Les matériaux pour fabriquer des supports peuvent être :

1. coins profilés en différents types d'acier ;

2. bûches de bois de construction imprégnées de composés anti-pourriture ;

3. structures en béton armé avec tiges renforcées.

Les structures de support en bois sont les moins chères, mais même avec une bonne imprégnation et un bon entretien, elles ne durent pas plus de 50 à 60 ans.

En termes de conception technique, les supports de lignes aériennes au-dessus de 1 kV diffèrent des supports basse tension par leur complexité et la hauteur de fixation des câbles.

Ils se présentent sous la forme de prismes ou de cônes allongés avec une large base en bas.

Toute conception de support est conçue pour la résistance mécanique et la stabilité et présente une marge de conception suffisante pour les charges existantes. Mais il convient de garder à l'esprit que pendant le fonctionnement, des dommages à ses différents éléments sont possibles en raison de la corrosion, des chocs et du non-respect de la technologie d'installation.

Ceci entraîne un affaiblissement de la rigidité de la structure unique, des déformations, et parfois des chutes des supports. De tels cas se produisent souvent lorsque des personnes travaillent sur des supports, démontent ou tendent des fils, créant des forces axiales variables.

Pour cette raison, l'admission d'une équipe d'installateurs aux travaux en hauteur à partir de la structure porteuse s'effectue après vérification de leur état technique avec une évaluation de la qualité de sa partie enterrée dans le sol.

Construction d'isolateurs

Sur les lignes électriques aériennes, pour séparer les parties conductrices de courant du circuit électrique les unes des autres et des éléments structurels mécaniques des supports, des produits constitués de matériaux aux propriétés diélectriques élevées avec ÷ Ohm∙m sont utilisés. Ils sont appelés isolants et sont fabriqués à partir de :

porcelaine (céramique);

verre;

matériaux polymères.

Les conceptions et dimensions des isolateurs dépendent :

sur l'ampleur des charges dynamiques et statiques qui leur sont appliquées ;

valeurs de la tension efficace de l'installation électrique ;

des conditions de fonctionnement.

La forme complexe de la surface, opérant sous l’influence de divers phénomènes atmosphériques, crée un chemin accru pour qu’une éventuelle décharge électrique puisse s’écouler.

Les isolateurs installés sur les lignes aériennes pour la fixation des fils sont divisés en deux groupes :

1. épingle ;

2. suspendu.

Modèles en céramique

Les isolateurs simples à broches en porcelaine ou en céramique sont plus utilisés sur les lignes aériennes jusqu'à 1 kV, bien qu'ils fonctionnent sur des lignes jusqu'à 35 kV inclus. Mais ils sont utilisés à condition de fixer des fils de faible section, créant de faibles forces de traction.

Des guirlandes d'isolateurs suspendus en porcelaine sont installées sur les lignes à partir de 35 kV.

Le kit d'isolateur suspendu en porcelaine simple comprend un corps diélectrique et un capuchon en fonte malléable. Ces deux pièces sont maintenues ensemble par une tige en acier spécial. Le nombre total de ces éléments dans la guirlande est déterminé par :

l'amplitude de la tension de la ligne aérienne ;

structures de soutien ;

caractéristiques du fonctionnement de l'équipement.

À mesure que la tension de ligne augmente, le nombre d’isolants dans la chaîne s’ajoute. Par exemple, pour une ligne aérienne de 35 kV, il suffit d'en installer 2 ou 3, mais pour du 110 kV, il en faudra 6 ÷ 7.

Isolateurs en verre

Ces modèles présentent de nombreux avantages par rapport à ceux en porcelaine :

l'absence de défauts internes dans le matériau isolant affectant la formation de courants de fuite ;

résistance accrue aux forces de torsion ;

transparence de la conception, vous permettant d'évaluer visuellement l'état et de contrôler l'angle de polarisation du flux lumineux ;

absence de signes de vieillissement;

automatisation de la production et de la fusion.

Les inconvénients des isolants en verre sont :

faible résistance anti-vandalisme ;

faible résistance aux charges d'impact;

possibilité de dommages pendant le transport et l'installation dus aux forces mécaniques.

Isolants polymères

Ils ont une résistance mécanique accrue et une réduction de poids allant jusqu'à 90 % par rapport à leurs homologues en céramique et en verre. Les avantages supplémentaires incluent :

facilité d'installation;

une plus grande résistance à la pollution atmosphérique, ce qui n'exclut cependant pas la nécessité d'un nettoyage périodique de leur surface ;

hydrophobie;

bonne susceptibilité aux surtensions ;

résistance accrue au vandalisme.

La durabilité des matériaux polymères dépend également des conditions d'exploitation. Dans un environnement aérien avec une pollution accrue par les entreprises industrielles, les polymères peuvent présenter des phénomènes de « fracture fragile », qui consistent en une modification progressive des propriétés de la structure interne sous l'influence de réactions chimiques provenant de polluants et de l'humidité atmosphérique, se produisant en combinaison avec des phénomènes électriques. processus.

Lorsque des vandales tirent sur des isolants en polymère avec des balles ou des balles, le matériau ne s'effondre généralement pas complètement, comme le verre. Le plus souvent, un plomb ou une balle traverse ou reste coincé dans le corps de la jupe. Mais les propriétés diélectriques sont encore sous-estimées et les éléments endommagés de la guirlande doivent être remplacés.

Par conséquent, ces équipements doivent être inspectés périodiquement à l’aide de méthodes d’inspection visuelle. Et il est presque impossible de détecter de tels dommages sans instruments optiques.

Raccords de lignes aériennes

Pour fixer des isolateurs à un support de ligne aérienne, les assembler en guirlandes et y installer des fils conducteurs de courant, des éléments de fixation spéciaux sont réalisés, communément appelés raccords de ligne.

Selon les tâches effectuées, les aménagements sont classés dans les groupes suivants :

accouplement, conçu pour relier des éléments suspendus de diverses manières ;

tension, utilisée pour fixer les pinces de tension aux fils et guirlandes des supports d'ancrage ;

supports, fixations de maintien de fils, câbles et unités de montage d'écrans ;

protecteur, conçu pour préserver le fonctionnement des équipements de lignes aériennes lorsqu'ils sont exposés aux décharges atmosphériques et aux vibrations mécaniques ;

connexion, composée de connecteurs ovales et de cartouches thermite ;

contact;

spirale;

installation d'isolateurs à broches ;

installation de fils SIP.

Chacun des groupes répertoriés comporte un large éventail de pièces et nécessite une étude plus approfondie. Par exemple, seuls les équipements de protection comprennent :

cornes de protection;

anneaux et écrans;

les parafoudres ;

amortisseurs de vibrations.

Les klaxons de protection créent un éclateur, détournent l'arc électrique émergent en cas de contournement d'isolation et protègent ainsi les équipements de lignes aériennes.

Les anneaux et les écrans détournent l'arc de la surface de l'isolant et améliorent la répartition de la tension sur toute la surface de la guirlande.

Les parafoudres protègent les équipements des ondes de surtension provoquées par la foudre. Ils peuvent être utilisés sur la base de structures tubulaires en plastique vinylique ou en tubes de fibre de bakélite avec électrodes, ou ils peuvent être fabriqués comme éléments de valve.

Les amortisseurs de vibrations fonctionnent sur les câbles et les fils pour éviter les dommages dus aux contraintes de fatigue créées par les vibrations et les oscillations.

Dispositifs de mise à la terre pour lignes aériennes

La nécessité de remettre à la terre les supports de lignes aériennes est due aux exigences de sécurité d'exploitation en cas de conditions d'urgence et de surtensions dues à la foudre. La résistance du circuit du dispositif de mise à la terre ne doit pas dépasser 30 Ohms.

Pour les supports métalliques, toutes les fixations et renforts doivent être connectés au conducteur PEN, et pour les supports en béton armé, le zéro combiné relie toutes les entretoises et renforts des crémaillères.

Sur les supports en bois, en métal et en béton armé, les broches et les crochets lors de l'installation de fils isolés autoportants avec un conducteur isolé de support ne sont pas mis à la terre, sauf dans les cas où il est nécessaire d'effectuer une mise à la terre répétée pour la protection contre les surtensions.

Les crochets et broches montés sur le support sont reliés à la boucle de masse par soudage, à l'aide d'un fil ou d'une tige d'acier d'un diamètre maximum de 6 mm avec présence obligatoire d'un revêtement anticorrosion.

Sur les supports en béton armé, des renforts métalliques sont utilisés pour la mise à la terre. Toutes les connexions de contact des conducteurs de terre sont soudées ou serrées dans une fixation boulonnée spéciale.

Les supports des lignes électriques aériennes avec des tensions de 330 kV et plus ne sont pas mis à la terre en raison de la complexité de mise en œuvre de solutions techniques pour garantir des valeurs sûres de tensions de contact et de pas. Les fonctions de protection de mise à la terre sont dans ce cas affectées à la protection des lignes à grande vitesse.

Les lignes électriques

Ligne électrique(ligne électrique) - l'un des composants du réseau électrique, un système d'équipements énergétiques conçu pour transmettre l'électricité.

Selon MPTEP (Règles interprofessionnelles d'exploitation technique des installations électriques grand public) Ligne électrique- Une ligne électrique s'étendant au-delà d'une centrale électrique ou d'une sous-station et conçue pour transmettre de l'énergie électrique.

Distinguer air Et lignes électriques par câble.

Les lignes électriques transmettent également des informations à l'aide de signaux haute fréquence : selon les estimations, environ 60 000 canaux HF sont utilisés en Russie sur les lignes électriques. Ils sont utilisés pour le contrôle de répartition, la transmission de données télémétriques, les signaux de protection des relais et l'automatisation d'urgence.

Des lignes électriques aériennes

Ligne électrique aérienne(VL) - un dispositif destiné à transmettre ou à distribuer de l'énergie électrique à travers des fils situés à l'air libre et fixés à l'aide de traverses (supports), d'isolateurs et de raccords à des supports ou autres structures (ponts, viaducs).

Composition de VL

• Dispositifs de sectionnement
• Lignes de communication à fibres optiques (sous forme de câbles autoportants séparés, ou intégrés à un câble de protection contre la foudre ou à un fil d'alimentation)
• Équipements auxiliaires pour les besoins opérationnels (équipements de communication haute fréquence, prise de mouvement capacitive, etc.)

Documents réglementant les lignes aériennes

Classification des lignes aériennes

Par type de courant

• Ligne aérienne AC
• Ligne aérienne CC

Fondamentalement, les lignes aériennes sont utilisées pour transmettre du courant alternatif et ce n'est que dans certains cas (par exemple, pour connecter des systèmes électriques, alimenter des réseaux de contact, etc.) qu'elles utilisent des lignes à courant continu.

Pour les lignes aériennes CA, l'échelle de classes de tension suivante a été adoptée : alternée - 0,4, 6, 10, (20), 35, 110, 150, 220, 330, 400 (sous-station de Vyborg - Finlande), 500, 750 et 1150 kV ; constante - 400 kV.

Volontairement

• lignes aériennes ultra longue distance d'une tension de 500 kV et plus (conçues pour connecter des systèmes électriques individuels)
• principales lignes aériennes avec des tensions de 220 et 330 kV (conçues pour transmettre l'énergie de centrales électriques puissantes, ainsi que pour connecter des systèmes électriques et combiner des centrales électriques au sein de systèmes électriques - par exemple, elles relient les centrales électriques aux points de distribution)
• lignes aériennes de distribution avec des tensions de 35, 110 et 150 kV (conçues pour l'alimentation électrique des entreprises et des agglomérations de grandes zones - reliant les points de distribution aux consommateurs)
• Lignes aériennes de 20 kV et moins, fournissant de l'électricité aux consommateurs

Par tension

• Lignes aériennes jusqu'à 1 kV (lignes aériennes de la classe de tension la plus basse)
• Lignes aériennes supérieures à 1 kV
  • Lignes aériennes 1-35 kV (lignes aériennes de classe moyenne tension)
  • Lignes aériennes 110-220 kV (lignes aériennes de classe haute tension)
  • Lignes aériennes 330-500 kV (lignes aériennes de classe ultra haute tension)
  • Lignes aériennes 750 kV et plus (lignes aériennes de classe ultra haute tension)

Ces groupes diffèrent considérablement principalement dans les exigences concernant les conditions de conception et les structures.

Selon le mode de fonctionnement des neutres dans les installations électriques

• Réseaux triphasés avec neutres non mis à la terre (isolés) (le neutre n'est pas connecté au dispositif de mise à la terre ou y est connecté via des appareils à haute résistance). En Russie, ce mode neutre est utilisé dans les réseaux avec une tension de 3 à 35 kV avec de faibles courants de défauts à la terre monophasés.
• Réseaux triphasés avec neutres mis à la terre (compensés) par résonance (le bus neutre est connecté à la terre par inductance). En Russie, il est utilisé dans les réseaux avec une tension de 3 à 35 kV avec des courants élevés de défauts à la terre monophasés.
• Réseaux triphasés avec neutres efficacement mis à la terre (réseaux haute et ultra haute tension dont les neutres sont reliés à la terre directement ou par l'intermédiaire d'une petite résistance active). En Russie, il s'agit de réseaux avec des tensions de 110, 150 et partiellement 220 kV, soit les réseaux dans lesquels sont utilisés des transformateurs, plutôt que des autotransformateurs, qui nécessitent une mise à la terre solide obligatoire du neutre selon le mode de fonctionnement.
• Réseaux avec un neutre solidement mis à la terre (le neutre d'un transformateur ou d'un générateur est connecté à un dispositif de mise à la terre directement ou via une faible résistance). Il s'agit notamment des réseaux avec des tensions inférieures à 1 kV, ainsi que des réseaux avec des tensions de 220 kV et plus.

Selon le mode de fonctionnement en fonction de l'état mécanique

• Ligne aérienne de fonctionnement normal (les fils et câbles ne sont pas rompus)
• Lignes aériennes de manœuvre de secours (en cas de rupture totale ou partielle des fils et câbles)
• Lignes aériennes de mode d'installation (lors de l'installation des supports, fils et câbles)

Principaux éléments des lignes aériennes

• Itinéraire- position de l'axe de la ligne aérienne sur la surface terrestre.
• Piquets(PC) - segments en lesquels l'itinéraire est divisé, la longueur du PC dépend de la tension nominale de la ligne aérienne et du type de terrain.
• Panneau de piquetage zéro marque le début du parcours.
• Panneau central indique l'emplacement central du support in situ sur le tracé de la ligne aérienne en construction.
• Piquetage de production- installation de piquets et de panneaux centraux sur le parcours conformément à la liste de placement des supports.
• Fondation de soutien- une structure encastrée dans le sol ou reposant sur celui-ci et lui transférant des charges provenant de supports, d'isolateurs, de fils (câbles) et d'influences extérieures (glace, vent).
• Base de fondation- le sol de la partie basse de la fosse, qui absorbe la charge.
• Portée(longueur de portée) - la distance entre les centres de deux supports sur lesquels les fils sont suspendus. Distinguer intermédiaire(entre deux supports intermédiaires adjacents) et ancre(entre les supports d'ancrage) travées. Durée de transition- une travée franchissant tout ouvrage ou obstacle naturel (rivière, ravin).
• Angle de rotation de la ligne- l'angle α entre les directions du tracé de la caténaire dans les travées adjacentes (avant et après le virage).
• Affaissement- distance verticale entre le point le plus bas du fil dans la travée et la droite reliant les points de sa fixation aux supports.
• Taille de fil- distance verticale depuis le point le plus bas du fil dans la travée jusqu'aux ouvrages d'art qui se croisent, à la surface de la terre ou de l'eau.
• Plume (une boucle) - un morceau de fil reliant les fils tendus des travées d'ancrage adjacentes sur un support d'ancrage.

Lignes électriques par câble

Ligne électrique par câble(CL) - appelée ligne pour transmettre de l'électricité ou des impulsions individuelles de celle-ci, constituée d'un ou plusieurs câbles parallèles avec des accouplements de connexion, de verrouillage et d'extrémité (terminaux) et de fixation, et pour les lignes remplies d'huile, en plus, avec des dispositifs d'alimentation et un système d'alarme de pression des huiles

Par classement les lignes de câbles sont similaires aux lignes aériennes

Les lignes de câbles sont réparties selon les conditions de passage

• Souterrain
• Par bâtiments
• Sous-marin

les structures de câbles comprennent

• Tunnel de câble- une structure fermée (couloir) dans laquelle se trouvent des structures de support pour y placer les câbles et les raccords de câbles, avec passage libre sur toute la longueur, permettant la pose des câbles, la réparation et l'inspection des lignes de câbles.

• canal câblé- une structure fermée et enterrée (partiellement ou totalement) dans le sol, le plancher, le plafond, etc., une structure non praticable destinée à accueillir des câbles, dont l'installation, le contrôle et la réparation ne peuvent se faire que plafond enlevé.

• Mine de câble- une structure de câbles verticale (généralement de section rectangulaire), dont la hauteur est plusieurs fois supérieure au côté du tronçon, équipée de consoles ou d'une échelle permettant aux personnes de se déplacer le long de celle-ci (à travers des puits) ou un tout ou partie paroi amovible (puits non traversants).

• Plancher de câble- partie du bâtiment limitée par le plancher et le plafond ou revêtement, avec une distance entre le plancher et les parties saillantes du plafond ou revêtement d'au moins 1,8 m.

• Double plancher- une cavité limitée par les murs du local, le plafond inter-étages et le sol du local avec dalles amovibles (sur tout ou partie de la surface).

• Bloc de câble- une structure de câbles avec des tuyaux (canaux) pour y poser les câbles avec les puits associés.

• Caméra câble- une structure de câbles souterraine, recouverte d'une dalle aveugle amovible en béton, destinée à la pose de raccords de câbles ou au tirage de câbles en blocs. Une chambre dotée d’une trappe pour y entrer est appelée puits à câbles.

• Support de câbles- structure de câble étendue horizontale ou inclinée ouverte hors sol ou hors sol. Le support de câbles peut être traversant ou non.

• Galerie de câbles- structure de passage de câbles prolongée hors sol ou hors sol, entièrement ou partiellement fermée (par exemple sans parois latérales), horizontale ou inclinée.

Par type d'isolation

L'isolation des lignes de câbles est divisée en deux types principaux :

• liquide
  • huile pour câble
• dur
  • huile de papier
  • chlorure de polyvinyle (PVC)
  • papier-caoutchouc (RIP)
  • polyéthylène réticulé (XLPE)
  • Caoutchouc éthylène-propylène (EPR)

Les isolants à base de substances gazeuses et certains types d'isolants liquides et solides ne sont pas répertoriés ici en raison de leur utilisation relativement rare au moment de la rédaction de cet article.

Pertes dans les lignes électriques

Les pertes d'électricité dans les fils dépendent de l'intensité du courant. Par conséquent, lors de sa transmission sur de longues distances, la tension est augmentée plusieurs fois (réduisant l'intensité du courant du même montant) à l'aide d'un transformateur qui, lors de la transmission de la même puissance, peut réduire considérablement pertes. Cependant, à mesure que la tension augmente, divers types de phénomènes de décharge commencent à se produire.

Une autre grandeur importante qui affecte l’efficacité des lignes de transport d’électricité est le cos(f), une grandeur caractérisant le rapport entre la puissance active et la puissance réactive.

Dans les lignes aériennes à très haute tension, il existe des pertes de puissance active dues au corona (décharge corona). Ces pertes dépendent en grande partie des conditions météorologiques (par temps sec, les pertes sont moindres, respectivement, en cas de pluie, de bruine, de neige, ces pertes augmentent) et de la division du fil dans les phases de la ligne. Les pertes corona pour les lignes de tensions différentes ont leurs propres valeurs (pour une ligne aérienne de 500 kV, les pertes corona annuelles moyennes sont d'environ ΔР = 9,0 -11,0 kW/km). Étant donné que la décharge corona dépend de la tension à la surface du fil, la séparation de phase est utilisée pour réduire cette tension dans les lignes aériennes à très haute tension. Autrement dit, au lieu d'un fil, trois fils ou plus en phase sont utilisés. Ces fils sont situés à égale distance les uns des autres. Un rayon équivalent de la phase divisée est obtenu, ce qui réduit la tension sur un fil séparé, ce qui réduit les pertes corona.

- (VL) – une ligne électrique dont les fils sont soutenus au-dessus du sol à l'aide de supports et d'isolateurs. [GOST 24291 90] Titre du terme : Équipements électriques Rubriques de l'encyclopédie : Équipements abrasifs, Abrasifs, Autoroutes... Encyclopédie des termes, définitions et explications des matériaux de construction

LIGNE ÉLECTRIQUE AÉRIENNE- (ligne électrique, ligne de transport d'électricité, structure conçue pour transmettre l'énergie électrique à distance des centrales électriques aux consommateurs ; située en plein air et généralement constituée de fils nus, qui sont suspendus à l'aide de ... ... Grande encyclopédie polytechnique

Ligne électrique aérienne- (VL) un dispositif de transmission et de distribution d'électricité par des fils situés à l'air libre et fixés à l'aide d'isolateurs et de ferrures à des supports ou consoles, crémaillères sur ouvrages d'art (ponts, viaducs, etc.)... Terminologie officielle

ligne électrique aérienne- 51 lignes électriques aériennes ; Ligne aérienne de transport dont les fils sont soutenus au-dessus du sol par des supports, des isolateurs 601 03 04 de Freileitung en ligne aérienne en ligne aérienne

Les principaux éléments des lignes aériennes sont les câbles, les isolateurs, les raccords linéaires, les supports et les fondations. Sur les lignes aériennes à courant alternatif triphasé, au moins trois fils sont suspendus, constituant un circuit ; sur les lignes aériennes à courant continu - au moins deux fils.

En fonction du nombre de circuits, les lignes aériennes sont divisées en circuits simples, doubles et multicircuits. Le nombre de circuits est déterminé par le circuit d'alimentation et la nécessité de sa redondance. Si le schéma d'alimentation nécessite deux circuits, ces circuits peuvent être suspendus sur deux lignes aériennes à circuit unique distinctes avec des supports à circuit unique ou sur une ligne aérienne à double circuit avec des supports à double circuit. La distance / entre les supports adjacents est appelée la portée, et la distance entre les supports de type ancrage est appelée la section d'ancrage.

Les fils suspendus aux isolateurs (A, - la longueur de la guirlande) aux supports (Fig. 5.1, a) s'affaissent le long de la ligne caténaire. La distance entre le point de suspension et le point le plus bas du fil est appelée affaissement /. Il détermine la distance du fil s'approchant du sol A, qui pour les zones peuplées est égale à : à la surface du sol jusqu'à 35 et PO kV - 7 m ; 220 kV - 8 m ; aux bâtiments ou structures jusqu'à 35 kV - 3 m ; 110 kV - 4 m ; 220 kV - 5 M. La longueur de portée / est déterminée par les conditions économiques. La longueur de portée jusqu'à 1 kV est généralement de 30 à 75 m ; POkV - 150…200 m ; 220 kV - jusqu'à 400 m.

Types de tours de transmission de puissance

Selon le mode d'accrochage des fils, les supports sont :

1. intermédiaire, sur lequel les fils sont fixés dans des pinces de support ;
2. type d'ancre, utilisé pour tendre les fils ; sur ces supports les fils sont fixés dans des pinces de tension ;
3. ceux d'angle, qui sont installés aux angles de rotation des lignes aériennes avec des fils suspendus dans des pinces de support ; ils peuvent être intermédiaires, branche et coin, extrémité, coin d'ancrage.

À plus grande échelle, les supports de lignes aériennes supérieures à 1 kV sont divisés en deux types : ceux d'ancrage, qui supportent entièrement la tension des fils et câbles dans les travées adjacentes ; intermédiaire, ne percevant pas la tension des fils ou la percevant partiellement.

Sur les lignes aériennes, on utilise des supports en bois (Fig. 5L, b, c), des supports en bois de nouvelle génération (Fig. 5.1, d), en acier (Fig. 5.1, e) et en béton armé.

Supports de lignes aériennes en bois

Les poteaux de lignes aériennes en bois sont encore courants dans les pays dotés de réserves forestières. Les avantages du bois comme matériau de support sont : une faible densité, une résistance mécanique élevée, de bonnes propriétés d'isolation électrique, un assortiment rond naturel. L'inconvénient du bois est sa pourriture, pour réduire les antiseptiques utilisés.

Une méthode efficace pour lutter contre la pourriture est l'imprégnation du bois avec des antiseptiques huileux. Aux États-Unis, on assiste à une transition vers les supports en bois lamellé.

Pour les lignes aériennes de tensions de 20 et 35 kV, sur lesquelles sont utilisés des isolateurs à broches, il est conseillé d'utiliser des supports en forme de bougie à une seule colonne avec une disposition triangulaire des fils. Sur les lignes électriques aériennes 6 -35 kV avec isolateurs à broches, pour toute disposition des fils, la distance entre eux D, m, ne doit pas être inférieure aux valeurs déterminées par la formule

où U - lignes, kV ; - la plus grande flèche correspondant à la portée totale, m ; b - épaisseur de la paroi de glace, mm (pas plus de 20 mm).

Pour les lignes aériennes de 35 kV et plus avec isolateurs suspendus avec fils horizontaux, la distance minimale entre les fils, m, est déterminée par la formule

Le poteau de support est en composite : la partie supérieure (le poteau lui-même) est constituée de rondins de 6,5...8,5 m de long, et la partie inférieure (le soi-disant beau-fils) est en béton armé d'une section de 20 x 20 cm, longueurs 4,25 et 6,25 m ou à partir de rondins de 4,5...6,5 m de long. Les supports composites avec beau-fils en béton armé combinent les avantages du béton armé et des supports en bois : résistance à la foudre et résistance à la pourriture au point de contact avec le sol . La connexion de la crémaillère au beau-fils est réalisée avec des bandes métalliques en fil d'acier d'un diamètre de 4...6 mm, tendues par torsion ou par un boulon de tension.

Les supports d'ancrage et d'angle intermédiaires pour lignes aériennes 6 - 10 kV sont réalisés sous la forme d'une structure en forme de A avec des poteaux composites.

Tours de transmission en acier

Largement utilisé sur les lignes aériennes avec des tensions de 35 kV et plus.

Selon leur conception, les supports en acier peuvent être de deux types :

1. tour ou colonne unique (voir Fig. 5.1, d);
2. portail qui, selon la méthode de fixation, est divisé en supports autoportants et supports avec haubans.

L'avantage des supports en acier est leur haute résistance, l'inconvénient est leur sensibilité à la corrosion, qui nécessite une peinture périodique ou l'application d'un revêtement anticorrosion pendant le fonctionnement.

Les supports sont en acier laminé (généralement un angle isocèle est utilisé) ; les supports de transition élevés peuvent être constitués de tuyaux en acier. Des tôles d'acier de différentes épaisseurs sont utilisées dans les nœuds de connexion des éléments. Quelle que soit la conception, les supports en acier sont réalisés sous la forme de structures en treillis spatial.

Tours de transmission d'énergie en béton armé

Par rapport à ceux en métal, ils sont plus durables et économiques à exploiter, car ils nécessitent moins d'entretien et de réparation (si l'on prend le cycle de vie, ceux en béton armé consomment plus d'énergie). Le principal avantage des supports en béton armé est une réduction de la consommation d'acier de 40...75 %, l'inconvénient est une masse importante. Selon le mode de fabrication, les supports en béton armé sont divisés en supports bétonnés sur le site d'installation (pour la plupart, ces supports sont utilisés à l'étranger) et fabriqués en usine.

Les traverses sont fixées au tronc du poteau de support en béton armé à l'aide de boulons passés dans des trous spéciaux du support ou à l'aide de pinces en acier qui recouvrent le tronc et comportent des broches pour y attacher les extrémités des courroies transversales. Les traverses métalliques sont pré-galvanisées à chaud, elles ne nécessitent donc pas de soins ni de surveillance particuliers pendant une longue période de fonctionnement.

Les fils des lignes aériennes sont non isolés et constitués d'un ou plusieurs fils torsadés. Les fils constitués d'un seul fil, appelés monofilaires (ils sont réalisés avec une section de 1 à 10 mm2), ont moins de résistance et ne sont utilisés que sur les lignes aériennes avec des tensions allant jusqu'à 1 kV. Les fils toronnés, torsadés à partir de plusieurs fils, sont utilisés sur les lignes aériennes de toutes tensions.

Les matériaux des fils et câbles doivent avoir une conductivité électrique élevée, une résistance suffisante et résister aux influences atmosphériques (à cet égard, les fils de cuivre et de bronze ont la plus grande résistance ; les fils d'aluminium sont sensibles à la corrosion, en particulier sur les côtes maritimes, où l'air contient sels; les fils d'acier sont détruits même dans des conditions atmosphériques normales).

Pour les lignes aériennes, des fils d'acier monofilaires d'un diamètre de 3,5 sont utilisés ; Fils de 4 et 5 mm et de cuivre d'un diamètre allant jusqu'à 10 mm. La limite inférieure est limitée du fait que les fils de plus petit diamètre ont une résistance mécanique insuffisante. La limite supérieure est limitée du fait que les courbures d'un fil massif de plus grand diamètre peuvent provoquer des déformations permanentes dans ses couches externes qui réduiront sa résistance mécanique.

Les fils toronnés, torsadés à partir de plusieurs fils, ont une grande flexibilité ; ces fils peuvent être constitués de n'importe quelle section (ils sont fabriqués avec une section de 1,0 à 500 mm2).

Les diamètres des fils individuels et leur nombre sont sélectionnés de manière à ce que la somme des sections transversales des fils individuels donne la section totale requise du fil.

En règle générale, les fils toronnés sont constitués de fils ronds, avec un ou plusieurs fils de même diamètre placés au centre. La longueur du fil torsadé est légèrement supérieure à la longueur du fil mesurée le long de son axe. Cela provoque une augmentation de la masse réelle du fil de 1 à 2 % par rapport à la masse théorique, obtenue en multipliant la section transversale du fil par sa longueur et sa densité. Dans tous les calculs, le poids réel du fil spécifié dans les normes pertinentes est pris en compte.

Les marques de fils nus indiquent :

• lettres M, A, AS, PS - matériau du fil ;
• en chiffres - section transversale en millimètres carrés.

Le fil d'aluminium A peut être :

• Qualité AT (solide non recuit)
• Alliages AM (recuits mous) AN, AZh ;
• AS, ASHS - constitués d'un noyau en acier et de fils d'aluminium ;
• PS - en fils d'acier;
• PST - en fil d'acier galvanisé.

Par exemple, A50 désigne un fil d'aluminium d'une section de 50 mm2 ;

• AC50/8 - fil acier-aluminium avec une section de la partie en aluminium de 50 mm2, âme en acier de 8 mm2 (les calculs électriques prennent en compte la conductivité de la seule partie en aluminium du fil) ;
• PSTZ,5, PST4, PST5 - fils d'acier monofilaires, où les chiffres correspondent au diamètre du fil en millimètres.

Les câbles en acier utilisés sur les lignes aériennes comme câbles de protection contre la foudre sont constitués de fil galvanisé ; leur section doit être d'au moins 25 mm2. Sur les lignes aériennes d'une tension de 35 kV, des câbles d'une section de 35 mm2 sont utilisés ; sur les lignes kV - 50 mm2 ; sur les lignes 220 kV et au dessus de -70 mm2.

La section transversale des fils toronnés de différentes marques est déterminée pour les lignes aériennes avec des tensions jusqu'à 35 kV selon les conditions de résistance mécanique, et pour les lignes aériennes avec des tensions jusqu'à kV et plus - selon les conditions de pertes corona. Sur les lignes aériennes lors du croisement de divers ouvrages d'art (lignes de communication, voies ferrées et autoroutes, etc.), il est nécessaire d'assurer une plus grande fiabilité, c'est pourquoi les sections minimales des fils dans les travées de croisement doivent être augmentées (tableau 5.2).

Lorsqu'un flux d'air dirigé selon l'axe de la ligne aérienne ou selon un certain angle par rapport à cet axe circule autour des fils, des turbulences se produisent du côté sous le vent du fil. Lorsque la fréquence de formation et de mouvement des tourbillons coïncide avec l'une des fréquences d'oscillation naturelles, le fil commence à osciller dans le plan vertical.

De telles vibrations d'un fil avec une amplitude de 2...35 mm, une longueur d'onde de 1...20 m et une fréquence de 5...60 Hz sont appelées vibrations.

Généralement, la vibration des fils est observée à des vitesses de vent de 0,6 à 12,0 m/s ;

Les fils d'acier ne sont pas autorisés à survoler les pipelines et les voies ferrées.

Les vibrations se produisent généralement sur des portées supérieures à 120 m et dans des zones ouvertes. Le danger des vibrations réside dans la rupture des fils individuels dans les zones où ils sortent des pinces en raison d'une contrainte mécanique accrue. Les variables proviennent de la flexion périodique des fils suite aux vibrations et les principales contraintes de traction sont stockées dans le fil suspendu.

Pour les portées jusqu'à 120 m de long, aucune protection contre les vibrations n'est requise ; Les zones de lignes aériennes protégées des vents latéraux ne sont pas non plus soumises à protection ; aux grands passages de rivières et de plans d'eau, une protection est requise quels que soient les câbles. Sur les lignes aériennes d'une tension de 35...220 kV et plus, la protection contre les vibrations est réalisée en installant des amortisseurs de vibrations suspendus à un câble en acier, absorbant l'énergie des cordes vibrantes et réduisant l'amplitude des vibrations à proximité des pinces.

Lorsqu'il y a de la glace, on observe ce qu'on appelle la danse des fils qui, comme la vibration, est excitée par le vent, mais diffère de la vibration par une plus grande amplitude, atteignant 12... 14 m, et une longueur d'onde plus longue (avec une et deux demi-ondes dans l'envergure). Dans un plan perpendiculaire à l'axe de la ligne aérienne, le fil. A une tension de 35 - 220 kV, les fils sont isolés des supports par des guirlandes d'isolateurs suspendus. Pour isoler les lignes aériennes de 6 à 35 kV, des isolateurs à broches sont utilisés.

En passant par les fils des lignes aériennes, il dégage de la chaleur et chauffe le fil. Sous l'influence du chauffage du fil, il se produit ce qui suit :

1. allonger le fil, augmenter l'affaissement, modifier la distance au sol ;
2. changement dans la tension du fil et sa capacité à supporter une charge mécanique ;
3. changement dans la résistance des fils, c'est-à-dire changement dans la puissance électrique et les pertes d'énergie.

Toutes les conditions peuvent changer si les paramètres environnementaux sont constants ou changent ensemble, affectant le fonctionnement du fil de ligne aérienne. Lors de l'exploitation de lignes aériennes, on considère qu'au courant de charge nominal, la température du fil est de 60...70″C. La température du fil sera déterminée par les effets simultanés de la génération de chaleur et du refroidissement ou du dissipateur thermique. La dissipation thermique des lignes aériennes augmente avec l’augmentation de la vitesse du vent et la diminution de la température ambiante.

Lorsque la température de l'air diminue de +40 à 40 °C et que la vitesse du vent augmente de 1 à 20 m/s, les pertes thermiques varient de 50 à 1 000 W/m. À des températures ambiantes positives (0...40 °C) et des vitesses de vent faibles (1...5 m/s), les pertes de chaleur sont de 75...200 W/m.

Pour déterminer l'effet de la surcharge sur l'augmentation des pertes, déterminez d'abord

où RQ est la résistance du fil à une température de 02, Ohm ; R0] - résistance du fil à une température correspondant à la charge de conception dans les conditions de fonctionnement, Ohm ; А/.у.с - coefficient d'augmentation de température de la résistance, Ohm/°C.

Une augmentation de la résistance du fil par rapport à la résistance correspondant à la charge de conception est possible avec une surcharge de 30 % de 12 %, et avec une surcharge de 50 % de 16 %.

On peut s'attendre à une augmentation de la perte d'UA avec une surcharge allant jusqu'à 30 % :

1. lors du calcul des lignes aériennes à AU = 5% A?/30 = 5,6% ;
2. lors du calcul des lignes aériennes sur A17 = 10% D?/30 = 11,2%.

Lorsque la ligne aérienne est surchargée à 50 %, l'augmentation des pertes sera respectivement égale à 5,8 et 11,6 %. Compte tenu du graphique de charge, on peut noter que lorsque la ligne aérienne est surchargée à 50 %, les pertes dépassent brièvement les valeurs standards admissibles de 0,8... 1,6 %, ce qui n'affecte pas de manière significative la qualité de l'électricité.

Application du fil SIP

Depuis le début du siècle, les réseaux aériens basse tension, conçus comme un système autoportant de fils isolés (SIP), se sont généralisés.

SIP est utilisé dans les villes comme installation obligatoire, comme autoroute dans les zones rurales à faible densité de population et comme branchement vers les consommateurs. Les modalités de pose du SIP sont différentes : mise en tension sur supports ; s'étendant le long des façades des bâtiments ; pose le long des façades.

La conception des SIP (unipolaires blindés et non blindés, tripolaires avec un neutre isolé ou nu) se compose généralement d'une âme toronnée de conducteur en cuivre ou en aluminium entourée d'un écran interne semi-conducteur extrudé, puis d'une isolation en polyéthylène réticulé, en polyéthylène ou en PVC. L'étanchéité est assurée par de la poudre et du ruban adhésif, sur lesquels se trouve un écran métallique en cuivre ou en aluminium sous forme de fils ou de ruban posés en spirale, à l'aide de plomb extrudé.

Au-dessus de l'armure du câble, en papier, PVC, polyéthylène, une armure en aluminium est réalisée sous la forme d'un maillage de bandes et de fils. La protection externe est en PVC, polyéthylène sans gélogène. Les portées de pose, calculées en tenant compte de sa température et de la section des fils (au moins 25 mm2 pour les lignes principales et 16 mm2 sur les dérivations jusqu'aux entrées des consommateurs, 10 mm2 pour les fils acier-aluminium) vont de 40 à 90 m.

Avec une légère augmentation des coûts (environ 20 %) par rapport aux fils nus, la fiabilité et la sécurité d'une ligne équipée de SIP s'élèvent au niveau de fiabilité et de sécurité des lignes câblées. L'un des avantages des lignes aériennes avec fils VLI isolés par rapport aux lignes électriques conventionnelles est la réduction des pertes et de la puissance en réduisant la réactance. Options de séquence de lignes :

• ASB95 - R = 0,31 Ohm/km ; X= 0,078 Ohm/km ;
• SIP495 - 0,33 et 0,078 Ohm/km, respectivement ;
• SIP4120 - 0,26 et 0,078 Ohm/km ;
• AC120 - 0,27 et 0,29 Ohm/km.

L'effet de la réduction des pertes lors de l'utilisation de SIP et du maintien constant du courant de charge peut aller de 9 à 47 %, les pertes de puissance de 18 %.

YouTube encyclopédique

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✪ Méthodes d'installation des supports de lignes électriques aériennes (conférence)

✪ ✅Comment charger un téléphone sous une ligne électrique à haute tension avec des courants induits

✪ Danse des fils de ligne électrique aérienne 110 kV

Les sous-titres

Des lignes électriques aériennes

Ligne électrique aérienne(VL) - un dispositif destiné à transmettre ou à distribuer de l'énergie électrique à travers des fils situés à l'air libre et fixés à l'aide de traverses (supports), d'isolateurs et de raccords à des supports ou autres structures (ponts, viaducs).

Composition de VL

• Traversées
• Dispositifs de sectionnement
• Lignes de communication à fibres optiques (sous forme de câbles autoportants séparés, ou intégrés à un câble de protection contre la foudre ou à un fil d'alimentation)
• Équipements auxiliaires pour les besoins opérationnels (équipements de communication haute fréquence, prise de mouvement capacitive, etc.)
• Éléments de marquage pour fils haute tension et supports de lignes électriques pour assurer la sécurité des vols des avions. Les supports sont marqués d'une combinaison de peintures de certaines couleurs, les fils sont marqués de ballons d'aviation pour le marquage de jour. Les feux de clôture lumineux sont utilisés pour le marquage de jour comme de nuit.

Documents réglementant les lignes aériennes

Classification des lignes aériennes

Par type de courant

Fondamentalement, les lignes aériennes sont utilisées pour transmettre du courant alternatif et ce n'est que dans certains cas (par exemple, pour connecter des systèmes électriques, alimenter des réseaux de contact, etc.) que des lignes à courant continu sont utilisées. Les lignes à courant continu présentent des pertes moindres dues aux composants capacitifs et inductifs. Plusieurs lignes électriques à courant continu ont été construites en URSS :

• Ligne à courant continu haute tension Moscou-Kashira - Projet Elbe,
• Ligne à courant continu haute tension Volgograd-Donbass,
• Ligne à courant continu haute tension Ekibastuz-Center, etc.

De telles lignes ne sont pas largement utilisées.

Volontairement

• Lignes aériennes ultra longue distance d'une tension de 500 kV et plus (conçues pour connecter des systèmes électriques individuels).
• Lignes aériennes principales avec des tensions de 220 et 330 kV (conçues pour transmettre l'énergie de centrales électriques puissantes, ainsi que pour connecter des systèmes électriques et combiner des centrales électriques au sein de systèmes électriques - par exemple, elles relient les centrales électriques aux points de distribution).
• Lignes aériennes de distribution avec des tensions de 35, 110 et 150 kV (conçues pour l'alimentation électrique des entreprises et des agglomérations de grandes zones - reliant les points de distribution aux consommateurs)
• Lignes aériennes de 20 kV et moins, fournissant de l'électricité aux consommateurs.

Par tension

• Lignes aériennes jusqu'à 1000 V (lignes aériennes de la classe de tension la plus basse)
• Lignes aériennes supérieures à 1000 V
  • Lignes aériennes 1-35 kV (lignes aériennes de classe moyenne tension)
  • Lignes aériennes 35-330 kV (lignes aériennes de classe haute tension)
  • Lignes aériennes 500-750 kV (lignes aériennes de classe ultra haute tension)
  • Lignes aériennes supérieures à 750 kV (lignes aériennes de classe ultra haute tension)

Ces groupes diffèrent considérablement, principalement en termes de conditions de conception et de structures.

Dans les réseaux CIS à courant alternatif général 50 Hz, selon GOST 721-77, les tensions nominales entre phases suivantes doivent être utilisées : 380 ; (6) , 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 et 1150 kV. Il peut également y avoir des réseaux construits selon des normes obsolètes avec des tensions nominales entre phases : 220, 3 et 150 kV.

La ligne électrique la plus haute tension au monde est la ligne Ekibastuz-Kokchetav, la tension nominale est de 1 150 kV. Cependant, la ligne fonctionne actuellement à la moitié de la tension, soit 500 kV.

La tension nominale des lignes à courant continu n'est pas réglementée ; les tensions les plus couramment utilisées sont : 150, 400 (sous-station de Vyborgskaya - Finlande) et 800 kV.

D'autres classes de tension peuvent être utilisées dans des réseaux spéciaux, principalement pour les réseaux de traction des chemins de fer (27,5 kV, 50 Hz AC et 3,3 kV DC), du métro (825 V DC), des tramways et des trolleybus (600 VDC).

Selon le mode de fonctionnement des neutres dans les installations électriques

• Réseaux triphasés avec sans mise à la terre (isolé) neutres (le neutre n'est pas connecté au dispositif de mise à la terre ou y est connecté via des appareils à haute résistance). Dans la CEI, ce mode neutre est utilisé dans les réseaux avec une tension de 3 à 35 kV avec de faibles courants de défauts à la terre monophasés.
• Réseaux triphasés avec ancré en résonance (rémunéré) neutres (le bus neutre est connecté à la terre par inductance). Dans la CEI, il est utilisé dans les réseaux avec une tension de 3 à 35 kV avec des courants élevés de défauts à la terre monophasés.
• Réseaux triphasés avec efficacement ancré neutres (réseaux haute et ultra haute tension dont les neutres sont reliés à la terre directement ou par l'intermédiaire d'une petite résistance active). En Russie, il s'agit de réseaux avec des tensions de 110, 150 et partiellement 220 kV, qui utilisent des transformateurs (les autotransformateurs nécessitent une mise à la terre solide obligatoire du neutre).
• Des réseaux avec solidement ancré neutre (le neutre du transformateur ou du générateur est connecté au dispositif de mise à la terre directement ou via une faible résistance). Il s'agit notamment des réseaux avec des tensions inférieures à 1 kV, ainsi que des réseaux avec des tensions de 220 kV et plus.

Selon le mode de fonctionnement en fonction de l'état mécanique

• La ligne aérienne fonctionne normalement (les fils et câbles ne sont pas cassés).
• Lignes aériennes en fonctionnement de secours (en cas de rupture totale ou partielle des fils et câbles).
• Lignes aériennes de mode de fonctionnement de l'installation (lors de l'installation des supports, fils et câbles).

Principaux éléments des lignes aériennes

• Itinéraire- position de l'axe de la ligne aérienne sur la surface terrestre.
• Piquets(PC) - segments en lesquels l'itinéraire est divisé, la longueur du PC dépend de la tension nominale de la ligne aérienne et du type de terrain.
• Panneau de piquetage zéro marque le début du parcours.
• Panneau central sur le tracé de la ligne aérienne en construction, il indique le centre de l'emplacement d'appui.
• Piquetage de production- installation de piquets et de panneaux centraux sur le parcours conformément à la liste de placement des supports.
• Fondation de soutien- une structure encastrée dans le sol ou reposant sur celui-ci et lui transférant des charges provenant de supports, d'isolateurs, de fils (câbles) et d'influences extérieures (glace, vent).
• Base de fondation- le sol de la partie basse de la fosse, qui supporte la charge.
• Portée(longueur de portée) - la distance entre les centres de deux supports sur lesquels les fils sont suspendus. Distinguer intermédiaire travée (entre deux supports intermédiaires adjacents) et ancre travée (entre les supports d'ancrage). Durée de transition- une travée franchissant tout ouvrage ou obstacle naturel (rivière, ravin).
• Angle de rotation de la ligne- l'angle α entre les directions du tracé de la caténaire dans les travées adjacentes (avant et après le virage).
• Affaissement- distance verticale entre le point le plus bas du fil dans la travée et la droite reliant les points de sa fixation aux supports.
• Taille de fil- distance verticale du fil dans la travée aux ouvrages d'art traversés par le tracé, à la surface de la terre ou de l'eau.
• Plume (une boucle) - un morceau de fil reliant les fils tendus des travées d'ancrage adjacentes sur un support d'ancrage.

Installation de lignes électriques aériennes

L'installation des lignes électriques est réalisée selon la méthode d'installation « pull ». Cela est particulièrement vrai dans le cas de terrains difficiles. Lors du choix des équipements d'installation des lignes électriques, il est nécessaire de prendre en compte le nombre de fils dans une phase, leur diamètre et la distance maximale entre les supports des lignes électriques.

Lignes électriques par câble

Ligne électrique par câble(CL) - une ligne pour transmettre l'électricité ou ses impulsions individuelles, constituée d'un ou plusieurs câbles parallèles avec raccords de connexion, de verrouillage et d'extrémité (bornes) et de fixations, et pour les lignes remplies d'huile, en plus, avec des dispositifs d'alimentation et un réservoir d'huile système d'alarme de pression.

Classification

Les lignes de câble sont classées de la même manière que les lignes aériennes. De plus, les lignes de câbles divisent :

• selon les conditions de passage :
  • souterrain;
  • par les bâtiments ;
  • sous-marin.
• par type d'isolation :
  • liquide (imprégné d'huile de pétrole pour câble);
  • dur:
    • huile de papier;
    • chlorure de polyvinyle (PVC);
    • papier-caoutchouc (RIP);
    • Caoutchouc éthylène-propylène (EPR).

Les isolants avec des substances gazeuses et certains types d'isolants liquides et solides ne sont pas répertoriés ici en raison de leur utilisation relativement rare au moment de la rédaction [ Quand?] .

Structures de câbles

Les structures de câbles comprennent :

• Tunnel de câble- une structure fermée (couloir) dans laquelle se trouvent des structures de support pour y placer les câbles et les raccords de câbles, avec passage libre sur toute la longueur, permettant la pose des câbles, la réparation et l'inspection des lignes de câbles.
• canal câblé- une structure non praticable, fermée et partiellement ou totalement enterrée dans le sol, le plancher, le plafond, etc. et destinée à y placer des câbles, dont l'installation, le contrôle et la réparation ne peuvent se faire que plafond enlevé.
• Mine de câble- une structure de câbles verticale (généralement de section rectangulaire), dont la hauteur est plusieurs fois supérieure au côté du tronçon, équipée de consoles ou d'une échelle permettant le déplacement des personnes le long de celle-ci (à travers des puits) ou d'un mur qui est entièrement ou partiellement démontables (arbres non traversants).
• Plancher de câble- partie du bâtiment limitée par le plancher et le plafond ou revêtement, avec une distance entre le plancher et les parties saillantes du plafond ou revêtement d'au moins 1,8 m.
• Double plancher- une cavité limitée par les murs du local, le plafond inter-étages et le sol du local avec dalles amovibles (sur tout ou partie de la surface).
• Bloc de câble- une structure de câbles avec des tuyaux (canaux) pour y poser les câbles avec les puits associés.
• Caméra câble- une structure de câbles souterraine, recouverte d'une dalle aveugle amovible en béton, destinée à la pose de raccords de câbles ou au tirage de câbles en blocs. Une chambre qui a une trappe pour y entrer s'appelle câble bien.
• Support de câbles- structure de câble étendue horizontale ou inclinée ouverte hors sol ou hors sol. Le support de câbles peut être traversant ou non.
• Galerie de câbles- structure de passage de câbles prolongée hors sol ou hors sol fermée (entièrement ou partiellement par exemple sans parois latérales) horizontale ou inclinée.

La sécurité incendie

En été, la température à l’intérieur des canaux câblés (tunnels) ne doit pas être supérieure de 10 °C à la température de l’air extérieur.

En cas d'incendie dans les salles de câbles, la combustion progresse lentement au début et ce n'est qu'après un certain temps que la vitesse de propagation de la combustion augmente de manière significative. L'expérience montre que lors d'incendies réels dans les tunnels de câbles, des températures allant jusqu'à 600 °C et plus sont observées. Cela s'explique par le fait que, dans des conditions réelles, brûlent les câbles qui sont soumis à une charge de courant pendant une longue période et dont l'isolation est chauffée de l'intérieur à une température de 80 °C et plus. L'inflammation simultanée des câbles peut se produire à plusieurs endroits et sur une longueur considérable. Cela est dû au fait que le câble est sous charge et que son isolation chauffe jusqu'à une température proche de la température d'auto-inflammation.

Le câble est constitué de nombreux éléments structurels, pour la fabrication desquels une large gamme de matériaux inflammables est utilisée, notamment des matériaux à faible température d'inflammation et des matériaux sujets à la combustion lente. De plus, la conception des câbles et des structures de câbles comprend des éléments métalliques. En cas d'incendie ou de surcharge de courant, ces éléments sont chauffés à une température de l'ordre de 500-600 ˚C, qui dépasse la température d'inflammation (250-350 ˚C) de nombreux matériaux polymères inclus dans la structure du câble, et ils peuvent donc être rallumés par des éléments métalliques chauffés après l'arrêt de l'alimentation en agent extincteur. À cet égard, il est nécessaire de sélectionner des indicateurs standard pour la fourniture d'agents extincteurs afin d'assurer l'élimination de la combustion enflammée, ainsi que d'exclure la possibilité de rallumage.

Pendant longtemps, des systèmes d'extinction à mousse ont été utilisés dans les salles de câbles. Cependant, l’expérience opérationnelle a révélé un certain nombre de lacunes :

• durée de conservation limitée des émulseurs et interdiction de stocker leurs solutions aqueuses ;
• instabilité de l'emploi;
• difficulté de configuration ;
• la nécessité d'un soin particulier du dispositif de dosage d'agent moussant ;
• destruction rapide de la mousse à température ambiante élevée (environ 800 °C) lors d'un incendie.

Des études ont montré que l'eau pulvérisée a une plus grande capacité d'extinction d'incendie que la mousse aéromécanique, car elle mouille et refroidit bien les câbles et les structures de bâtiment en feu.

La vitesse linéaire de propagation de la flamme pour les structures à câbles (brûlure des câbles) est de 1,1 m/min.

Supraconducteurs à haute température

Fil HTSC

Pertes dans les lignes électriques

Les pertes d'électricité dans les fils dépendent de l'intensité du courant. Par conséquent, lors de sa transmission sur de longues distances, la tension est augmentée plusieurs fois (réduisant l'intensité du courant du même nombre de fois) à l'aide d'un transformateur qui, lors de la transmission de la même puissance, peut réduire considérablement les pertes. Cependant, à mesure que la tension augmente, divers phénomènes de décharge commencent à se produire.

Dans les lignes aériennes à très haute tension, il existe des pertes de puissance active dues au corona (décharge corona). La décharge corona se produit lorsque l'intensité du champ électrique E (style d'affichage E)à la surface du fil dépassera la valeur seuil E k (\style d'affichage E_(k)), qui peut être calculé à l’aide de la formule empirique de Peak :
E k = 30 , 3 β (1 + 0,298 r β) (\displaystyle E_(k)=30(,)3\beta \left((1+(\frac (0(,)298)(\sqrt (r \beta ))))\right)) kV/cm,
Où r (style d'affichage r)- rayon du fil en mètres, β (\displaystyle \bêta)- le rapport entre la densité de l'air et la normale.

L'intensité du champ électrique est directement proportionnelle à la tension sur le fil et inversement proportionnelle à son rayon, vous pouvez donc lutter contre les pertes corona en augmentant le rayon des fils, et également (dans une moindre mesure) en utilisant la séparation de phase, c'est-à-dire en utilisant plusieurs fils dans chaque phase maintenus par des entretoises spéciales à une distance de 40 à 50 cm. Les pertes corona sont approximativement proportionnelles au produit U (U − U cr) (\displaystyle U(U-U_(\text(cr)))).

Pertes dans les lignes électriques CA

Une grandeur importante affectant l'efficacité des lignes électriques à courant alternatif est la grandeur caractérisant le rapport entre la puissance active et réactive dans la ligne - cos φ. La puissance active est la partie de la puissance totale transmise à travers les fils et transférée à la charge ; La puissance réactive est la puissance générée par la ligne, sa puissance de charge (la capacité entre la ligne et la terre), ainsi que le générateur lui-même, et consommée par la charge réactive (charge inductive). Les pertes de puissance active dans la ligne dépendent également de la puissance réactive transmise. Plus le flux de puissance réactive est important, plus la perte de puissance active est importante.

Lorsque les lignes électriques CA dépassent plusieurs milliers de kilomètres, un autre type de perte est observé : les émissions radio. Puisque cette longueur est déjà comparable à la longueur d'une onde électromagnétique d'une fréquence de 50 Hz ( λ = c / ν = (\displaystyle \lambda =c/\nu =) 6000 km, longueur du vibrateur quart d'onde λ / 4 = (\displaystyle \lambda /4=) 1500 km), le fil fonctionne comme une antenne rayonnante.

Puissance naturelle et capacité de transport des lignes électriques

Pouvoir naturel

Les lignes électriques ont une inductance et une capacité. La puissance capacitive est proportionnelle au carré de la tension et ne dépend pas de la puissance transmise le long de la ligne. La puissance inductive de la ligne est proportionnelle au carré du courant, et donc à la puissance de la ligne. À une certaine charge, les puissances inductive et capacitive de la ligne deviennent égales et se compensent. La ligne devient « idéale », consommant autant de puissance réactive qu’elle en produit. Ce pouvoir est appelé pouvoir naturel. Elle est déterminée uniquement par l'inductance et la capacité linéaires et ne dépend pas de la longueur de la ligne. Sur la base de la quantité d’énergie naturelle, on peut évaluer approximativement la capacité de la ligne de transport d’électricité. Lors du transfert d'une telle puissance sur la ligne, les pertes de puissance sont minimes, son mode de fonctionnement est optimal. Lorsque les phases sont divisées, en réduisant la réactance inductive et en augmentant la conductivité capacitive de la ligne, la puissance naturelle augmente. À mesure que la distance entre les fils augmente, la puissance naturelle diminue, et vice versa, pour augmenter la puissance naturelle, il faut réduire la distance entre les fils. Les lignes de câbles à conductivité capacitive élevée et à faible inductance ont la puissance naturelle la plus élevée.

Bande passante

La capacité de transmission de puissance désigne la puissance active la plus élevée des trois phases de transmission de puissance, qui peut être transmise dans un état stable à long terme, en tenant compte des limitations opérationnelles et techniques. La puissance active transmise maximale pour le transport de puissance est limitée par les conditions de stabilité statique des générateurs des centrales électriques, les parties émettrices et réceptrices du système électrique et la puissance admissible pour chauffer les fils des lignes avec le courant admissible. De la pratique d'exploitation des systèmes électriques, il s'ensuit que la capacité des lignes de transport d'électricité de 500 kV et plus est généralement déterminée par le facteur de stabilité statique ; pour les lignes de transport d'électricité de 220 à 330 kV, des restrictions peuvent survenir à la fois en termes de stabilité et en termes de chauffage autorisé, 110 kV et moins - uniquement en termes de chauffage.

Caractéristiques de la capacité des lignes électriques aériennes