בידוד קווי חשמל

מזה זמן רב פיתחו מומחי אנרגיה מסורת של שיחות למכשירים להעברת חשמל ממקור (גנרטור) לצרכן עם המונח "קו", אם כי יש להם עיצוב טכני מורכב מאוד ובמקרים מסוימים מגיעים עד כמה מאות או אלפי קילומטרים.

במילים פשוטות, כל קו תמסורת מורכב משני מרכיבים בלבד:

• מערכות מוביל זרם המבטיחות זרימת זרמים חשמליים;

• המדיום הדיאלקטרי המקיף את החוטים הללו כדי למנוע מחשמל לעבור בכיוון מיותר. סביבה זו נקראת פשוט בידוד.

על פי שיטת חומרי הבידוד המשמשים, קווי חשמל מחולקים ל:

• אוויר;

• כֶּבֶל.

קווי חשמל עיליים

מבנים אלה משתמשים בתכונות הדיאלקטריות של האוויר של האטמוספרה שמסביב כדי לבודד מוליכים זרם. זה לוקח בחשבון את העובדה שלו הִתנַגְדוּת משתנה בהתאם למזג האוויר, טמפרטורה, לחות ופרמטרים אחרים. כדי לבטל גורמים אלה, המרחק האופטימלי בין החוטים נבחר עבור כל סוג של מתח.ככל שערכו עולה, המרחק הבטוח של החוטים זה מזה גדל.

מכיוון שהפוטנציאל של כל מוליך זרם יכול לזרום לאדמה, מוליכי הפאזה מתרחקים גם משטח האדמה. אולם בפועל הם עולים הרבה יותר, מכיוון שאנשים יכולים ללכת או לעבוד מתחתיהם, רכבי הובלה זזים וניתן לאתר מבנים חיצוניים. כל זה נלקח בחשבון על ידי עיצוב התמיכה שעליה קבועים החוטים.

בידוד קווי חשמל עיליים

בנוסף לבחירת מרחק האוויר בין החוטים לקרקע, יש צורך לתקן את החוטים הנוכחיים על התורנים כדי לא להפריע להתנגדות החשמלית שלהם. אחרי הכל, החומרים המשמשים לתמיכות (עץ ובטון במזג אוויר רטוב ומבני מתכת בכל הנסיבות) הם מוליכים טובים של חשמל.

כדי לתקן חוטים פתוחים על התרנים של התומכים, משתמשים במבנים מיוחדים, הנקראים מבודדים... הם עשויים מחומר דיאלקטרי עמיד. לרוב הם בוחרים בסוגים מיוחדים של פורצלן, זכוכית או, לעתים רחוקות יותר, פלסטיק.

העיצוב של סוג נפרד של מבודדי פורצלן מוצג בתמונה.

המבודד המוצג משמאל עשוי מחתיכת חרסינה אחת. והימין מורכב משני חלקים.

על פי שיטת ההתקשרות לתורן, מבודדים מחולקים ל:

• מבני סיכות המחוברים לסיכת מתכת המותקנת על המעבר במצב אנכי;

• מכשירים תלויים תלויים בתורן;

• דפוסי מתח קבועים במישור אופקי כדי להתנגד לכוחות מתיחה.

כולם מיוצרים לעבוד במעמד מסוים של מתח רשת. יחד עם זאת, הם קולטים כוחות מכניים משמעותיים בכיוון האנכי והאופקי הנוצרים מהחוטים המחוברים אליהם בכל תנאי מזג האוויר.

משבי רוח חזקים, גם בשילוב עם הצטברות שלג וקרח, לא אמורים לפגוע בחוזקם המכני של מבודדים וחוטים, וגשם ממושך ואפילו גשם לא אמורים לפגוע בהתנגדותם החשמלית. אחרת, יהיה מצב חירום, שהסרתו תדרוש עלויות אדירות.

התמונה למטה מציגה דוגמה לתיקון חוטים פתוחים של קו חד פאזי 220 וולט על מעבר של תורן תמיכה בעת חיבור מכשיר תאורת רחוב באמצעות מבודדי חרסינה.

שיטה זו נמצאת בשימוש נרחב להארת כבישים, מדרכות, אזורים בשטח. החומר של מבודד כזה יכול לעמוד בכוחות מכניים של:

• מתיחה של חוטים הפועלים במישור האופקי לאורך ציר קו החשמל;

• משקלי המבנה התלויים עליהם הפועלים על דחיסה של המבודד.

אותם עיצובים משמשים לקווי 0.4 קילו וולט.

מוליכי מתכת פתוחים מוחלפים בקווי חשמל עיליים עם מתח עד וכולל 35 קילו וולט. מבנים מבודדים תומכים בעצמם.

בעת השימוש בהם, לא משתמשים במבודדי חרסינה או זכוכית, אלא במערכת הידוק הכבלים והחוטים המוצגים בתמונה.

על עמודים שבהם מחוברים חוטים חשופים ומבנים תומכים עצמיים, משתמשים בשני סוגי ההידוק.

ככל שהמתח המופעל על קו ההולכה העילי גדל, גדלים גדלים של המבודדים והתכונות הדיאלקטריות שלהם.מבודדים חזקים יותר עובדים על קווים עיליים של 10 קילו וולט.

כדי לספוג את כוחות המתח האופקיים של החוטים במקומות שבהם הקווים פונים, למשל, לעקוף טנקים, משתמשים במבודדי מתח, שיכולים להיות מורכבים מזרים.

התמונה מציגה את השימוש המשולב במבודדי תמיכה ומתח על תמיכת תמיכה מחוזקת של VL-10 kV.

אותם מבנים מותקנים על תומך עם מנתקים... מבודדי תמיכה מבטיחים את פעולתם של להבים זזים ומגעים קבועים קבועים של המנתק, ומבודדי מתח סופגים את כוחות המשיכה של המוליכים.

התמונה מאשרת כי התכנון של כל מבודדי הקו העילי 25 קילו וולט הפך מורכב יותר. הם הגדילו את המרחק בין מוליכים הזרם של קו החשמל לחומר המוביל.

זה נראה בבירור בקו העילי של 110 קילו וולט, שם שרשרת המבודדים התארכה וכעת נעשה שימוש במבנה התלוי שלהם.

קצוות הקווים העיליים מחוברים לתותבי שנאי הממוקמים בתחנות משנה.

נקודות החיבור של קווי החשמל לציוד של המתג הפתוח במתח גבוה 110 קילוואט מוגנות על ידי מבנים מורכבים יותר של מבודדים נושאי עומס היכולים לעמוד בעומסים חשמליים ומכניים משמעותיים. הם מסירים את החוטים החיים מהתומכים במרחק גדול עוד יותר.

אותו הדבר ניתן לראות בתצלום של מגדל עילי עשוי מתכת לשידור הספק מתח גבוה של 330 קילוואט. התצלום מראה שלכל שלב יש הפרדה של מוליכים זרם, המוליכים שלהם קבועים על המעבר עם זר מחוזק אפילו יותר של מבודדי מתח זכוכית.

מבודדי העמוד של תחנת משנה 330 קילו וולט מרחיקים עוד יותר את המוליכים והפסים מהציוד.

קווי חשמל בכבלים

במבנים אלה, הליבות המוליכות של השלבים מופרדות זו מזו על ידי שכבה של דיאלקטרי מוצק ומוגנים מהשפעת הסביבה על ידי מעטפת חזקה אך אלסטית. לפעמים ניתן להשתמש בשמן כבלים נוזלי העשוי ממוצרי נפט או מחומרים גזים במקום מוצקים. אבל דיאלקטרי כזה משמש לעתים רחוקות בפועל.

מבחינת עלויות הייצור, קווי כבלים יקרים יותר מקווי תמסורת עיליים. לכן הם מונחים בתוך העיר, בתוך מבני מגורים, אזורי תעשייה, בצמתים עם מחסומי מים, כאשר לא ניתן להתקין תומכים אוויריים.

להנחת כבלים, צור מגשי כבלים, ערוצים או רגילים תעלות קבורותהמגבילים את הגישה למעגלים חיים.

בידוד של קווי חשמל בכבלים

בניית כבל החשמל לקווי חשמל תלויה בכמות הכוח המועברת דרכו ובמתח המופעל.

המוליכים של הכבל עשויים בדרך כלל מסגסוגות נחושת או אלומיניום, וסוג החומרים הדיאלקטריים המשמשים ביניהם תלוי בגודל המתח המופעל.

במכשירים של עד 1000 וולט, לרוב נעשה שימוש בשכבות של תרכובות פוליאתילן או מבנים עם חומרי מילוי נייר וחבילות ספוגות בשמן כבלים בעקביות שונה.

הסידור המשוער של שכבות הבידוד עבור כבל ארבע ליבות לא סטנדרטי מוצג בתמונה.

כאן, המתכת של כל ליבה מוליכה מצופה בשכבת בידוד שבאה במגע עם צרורות הנייר וחומרי המילוי המונחים בבידוד החגורה.המעטפת החיצונית אוטמת לחלוטין את כל המבנה.

כאשר הנייר ספוג בשמנים מינרליים עם תוספים שונים להגברת הצמיגות של השכבה, התכונות הדיאלקטריות עולות בו זמנית. כבלי כבלים ספוגים בשמן צמיג כאלה יכולים לפעול במעגלי מתח גבוה עד וכולל 10 קילו וולט.

השיטה הטכנית של ייצור חוטי עופרת מגדילה את המאפיינים התפעוליים של השכבה הדיאלקטרית. לשם כך, כל ליבה עשויה בצורה של כבל קואקסיאלי נפרד עם הספגה צמיגה, המונח בתוך נדן העופרת.

את החלל בין ורידים כאלה ממלאים במילוי יוטה ומניחים בתוך שכבה משוריינת של חוטי פלדה מגולוונת, מוקפת בשכבת הגנה אטומה חיצונית.

כבלים כאלה עם מוליכי מתכת עופרת פועלים במעגלי מתח גבוה עד וכולל 35 קילו וולט.

להעברת חשמל לאורך הכבל עם מתחים גבוהים יותר של עד 110 קילו וולט ומעלה, משתמשים במבנים אחרים של שכבת הבידוד. זה יכול להיות שמן כבלים פחות צמיג, גזים אינרטיים (לרוב חנקן). לחץ שמן בשכבות כאלה יכול להיות נמוך (עד 1 ק"ג / ס"מ), בינוני (עד 3 × 5 ק"ג / ס"מ) או גבוה (עד 10-14 ק"ג / ס"מ). כבלים כאלה עובדים במעגלי מתח גבוה עד וכולל 500 קילו וולט.

בדיקות בידוד קווי חשמל

במהלך פעולת הציוד החשמלי, מוערך מצב השכבות הדיאלקטריות:

• תמיד;

• מעת לעת.

התקני בקרה מיוחדים מבצעים ניתוח רציף של איכות הבידוד במצב אוטומטי. הם מכוונים בצורה כזו שהם מודדים זרמי דליפה נמוכים מאוד במהלך פעולה רגילה.כאשר מתרחשת התמוטטות של השכבה הדיאלקטרית, הזרמים הללו גדלים ורגע המעבר שלהם דרך הערך הקריטי קבוע על ידי מעגל זרם ממסר עם הוצאת פקודת אזעקה להודיע ​​לצוות השירות.

ניטור תקופתי של מצב הבידוד של ציוד חשמלי, כולל קווי חשמל, מוקצה למעבדות חשמל שנוצרו במיוחד המבצעות בדיקות מתח גבוה בצורה של מדידות ובדיקות עם מתקנים ניידים או נייחים מיוחדים.

הצוות הטכני של מעבדות כאלה במערכת החשמל מחולק למחלקות נפרדות הנקראות שירות בידוד. היא, בהנחיית המנהלת, משתתפת בבדיקות שגרתיות של ציוד האנרגיה וקווי החשמל הקיימים והיא מחויבת לפני כל הכנסת כל מכשיר שבוצעה עליהם עבודה מונעת עם פירוק המעגל, להגיש תביעה בכתב. חוות דעת על המוכנות של קטע הקלט לעמוד בעומס המתח הגבוה עם בידוד.

קרא גם: גורמים לנזק לקווי חשמל עיליים