nema nastavne teme.doc
TRANSCRIPT
1
1. Uvod
Nadzemni elektroenergetski vod je skup svih delova za nadzemno voenje provodnika kojim se prenosi elektrina energija, a koga sainjavaju:
Provodnici i zatitna uad,
Izolatori,
Oprema za privrivanje izolatora za stub i provodnika za izolator,
Stubovi,
Temelii stubova i
Dopunski (dodatni) elementi voda
2. Dopunski elementi voda
2.1 Podela dopunskih elemenata voda
U dopunske elemente voda spadaju:
Zatitne armature,
Zatitna uad,
Uzemljivai,
Priguivai vibracija i
Svetiljke i kugle za oznaavanje dalekovoda i stubova u blizini aerodroma
2.2 Zatitna armatura i zatitna uad
Zatitna armatura se postavlja na nosee i zatezne izolatorske lance radi njihove zatite od atmosferskih i komutacionih napona, kao i radi ravnomerne raspodele napona. Pri velikim atmosferskim prenaponima neminovno dolazi do proboja vazdune izolacije izmeu faznih provodnika i stuba (mogu je i povratni proboj sa stuba na fazne provodnike pri udaru groma u stub, kada on kratkotrajno dolazi na visok potencijal).
Slika 1. Varniari u obliku rogova
Da bi se obezbedilo da elektrini luk gori dovoljno daleko od izolatora i ne izazove njegovo oteenje, na nadzemnim vodovima napona do 110kV koriste se varniari sa elektrodama u vidu rogova, kao to je prikazano na slikama 1,2,3,4,5.
Slika 2. Zatitne armature
Na izolatorskim lancima za nazivne napone iznad 110kV upotrebljavaju se zatitne armature reketi (savijena profilisana aluminijumska cev koja lii na reket) koje, pored osnovne uloge, obezbeuju ravnomernu raspodelu napona du itavog izolatorskog lanca.
Slika 3. Zatitna armatura na nosei stub
Raspodela napona du izolatorskog lanca bez dodatnih elektroda nije ravnomerna zbog uticaja parazitnih kapacitivnosti izolatorskih lanaka. Naponski su najvie optereeni izolatorski lanci do faznog provodnika, dok ostali preuzimaju mali deo ukupnog napona.
Slika 4. Varniari u obliku rogova ili reketa
Sa crtea se vidi da se varniari u obliku rogova ili reketa (prstena) na zateznim stubovima montiraju sa gornje strane izolatorskog lanca. Kada bi varniari bili montirani i sa donje strane, vreo vazduh oko elektrinog luka popeo bi se navie i mogao bi otetiti izolatorski lanac.
Slika 5. Varniari na zateznom stubu
Zatitna uad slue za zatitu elektroenergetskih vodova od direktnog udara groma, odnosno od prenapona izazvanog atmosferskim promenama. Postavljaju se iznad faznih provodnika, idu paraleleno sa njima i uvruju se na najvioj taki stuba.
Kao zatitno ue koristi se elino izolovano ue (min. 35
2
mm
aluminijumelino ili EAL), koje se najkraim putem vezuje za uzemljiva.
Nadzemni visokonaponski vodovi izvode se sa jednim ili sa dva zatitna ueta, to zavisi od oblika glave stuba (za stubove tipa jela koristi se jedno zatitno ue, dok se za portalne stubove obavezno koristi dva). Provodnici se po pravilu moraju nalaziti u granicama zatitne zone du svih raspona i na svim temperaturama od
0
do
40
C.
Prema pravilniku o tehnikim normativima za izradu nadzemnih elektroenergetskih vodova nazivnog napona od 1kV do 400kV zatitna zona izmeu dva zatitna ueta obuhvata prostor ispod luka koji dodiruje oba ueta, a poluprenik luka iznosi 0,58d (d meusobna udaljenost zatitne uadi), kao to je prikazano na slici 6.
Slika 6. Zatitna zona
Zatitno ue na elinim stubovima ne uzemljuje se posebno, ve se to ini vezama preko konstrukcije stuba koja je uzemljena (presek ipke je najmanje 50
2
mm
) i koja ima ulogu zemljovoda. Na drvenim stubovima zatitno ue se mora uzemljiti najmanje na svakih 300m duine (slika 7).
Zatitno ue u niskonaponskim vodovima, kao i u vodovima od 10kV i 20kV, ne postavlja se, dok se kod vodova od 35kV postavlja samo na ulazu i izlazu iz transformatorske stanice.
Slika 7. Zatitno ue na drvenom stubu
Kod nas se u novije vreme, a u svetu odavno, prenosnim dalekovodima od 110kV, 220kV i 400kV koristi zatitno ue sa optikim kablom koje ima dvostruku funkciju kvalitetnog zatitnog ueta i kavalitetnog telekomunikacionog voda, ime se omoguava prenos velikog broja signala potrebnih za rad elektroenergetskog sistema.
Postoji vie naina ugradnje optikih kablova na dalekovode.
Oni mogu biti:
Ugraeni u zatitno ue(OPGW),
Uvreni za zatitno ue,
Ugraeni u fazni provodnik i
Samonosei po dalekovodnim stubovima.
Zbog tehnieke i ekonomske prednosti u odnosu na druga reenja, najvie se primenjuje optiki kabl ugraen u zatitno ue (OPGW).
Osnovni zadatak pri konstruisanju optikih kablova jesu to bolje mehanike karakteristike radi efikasne zatite optikog vlakna od prodora vode i smetaj to veeg broja optikih vlakana bez poveanja prenika ueta.
Optiko vlakno je u stvari dielektrini talasovod za voenje elektromagnetnih talasa talasne duine 50 100nm.
Slika 8a. OPGW kabl
Oblik vlakana je cilindrian, a svako vlakno se sastoji od bar dve optiki razliite sredine jezgra i omotaa izgraenog od stakla. Vlakno je presvueno zatitnim plastinim omotaem (primarna zatita), kao to je prikazano na slikama.
Za izradu noseeg dela OPGW kabla koriste se ice legura aluminijuma, EAL, ALDREY i drugih, sa dobrim mehanikim karakteristikama.
Slika 8b. Razliiti primeri konstrukcije kabla
EAL ice se proizvode od visokokvalitetnog elika presvuenog slojem (oko 10% poluprenika ice) istog aluminijuma. Provodni deo OPGW kabla izrauje se od legure aluminijuma vee provodljivosti, a da bi se maksimalno smanjio prenik ueta, koriste se profilisane segmentirane ice. Presek provodnog dela odreuje maksimalnu struju kroz OPGW kabl, a nosei deo odreuje mehanike karakteristike bitne kod naprezanja. Optika vlakna se nalaze u sredini ueta u plastinoj ili metalnoj cevici, gde plivaju u elatinskoj materiji. Ova materija zadrava sva svojstva u velikom temperaturnom rasponu od
-
40
do
+
160
C.
Slika 8v. Konstrukcijski oblici OPGW kabla
Duina optikih vlakana je 6 7% vea od duine celog ueta, zbog ega ne dolazi do prenoenja sile zatezanja na optika vlakna. Metalne cevice se izrauju od plemenitog elika (FeCNi), a zavisno od prenika mogu primiti 6 12 optikih vlakana. Prenik cevice jednak je preniku ostalih nosivih ica u uetu. Da bi se izbegli elektrohemijski procesi korozije izmeu bakra i aluminijuma, cevice se presvali slojem aluminijuma, kao i ice EAL. Na ovaj nain problem elektrohemijske korozije je reen potpuno.
Konstrukcija OPGW kablova sa visokokvalitetnim materijalima u noseem delu (ALDREY i sl.) i metalnom cevicom u koju se smetena optika vlakna obezbeuje dugotrajnost kabla najmanje 30 godina.
Primeri konstrukcije OPGW kablova nekoliko proizvoaa (FIJIKURA, PHILIPS, NOVOKABEL, BICC), kao i naini njihovog postavljanja na nosei i zatezni stub, prikazani su na slikama 8a, 8b, 8v, 9a, 9b.
Slika 9. Postavljanje OPGW na zatezni stub
2.3 Uzemljivai
Uzemljenje stuba mora biti izvedeno tako da obezbeuje dva uslova:
Sigurnost ljudi da u sluaju kvara na vodu ne nastupe opasan napon i naponi dodira i koraka, gde je napon dodira (Ud) deo napona uzemljivaa koji se moe premostiti dodirom, a napon (Uk) deo napona uzemljivaa koji se moe premostiti korakom duine 1m;
Sigurnost voda, tj. da se pri pranjenju atmosferskih prenapona kroz stub sprei pojava povratnog preskoka na provodnike
Ukopavanjem stuba u zemlju postie se tzv. prirodno uzemljenje. Ako ono ne zadovoljava propise, onda se oko stuba moraju ukopati uzemljivai. Uzemljiva kao celina sa zemljovodnim i geolokim provodnikom ima otpor koji se sastoji od otpora zemljovoda, otpora samog uzemljivaa, prelaznog otpora i otpora irenja struje u zemlji.
Prelazni otpor uzemljivaa je otpor na koji nailazi struja pri prelazu sa uzemljivaa na geoloki provodnik (njegova vrednost se smanjuje sabijanjem zemlje oko uzemljivaa i zalivanjem).
Slika 10. irenje struje cevastog uzemljivaa kroz zemlju
Otpor irenju struje u zemlji je omski otpor na koji struja nailazi prolaskom kroz geoloki provodnik. Ako je geoloki provodnik homogenog sastava, struja se iri zrakastim linijama, kao to je prikazano na slici 10.
Po nainu izvoenja, uzemljivai se mogu podeliti na:
Horizontalne (povrinske),
Vertikalne (dubinske) i
Kose.
Prema sredini u koju se polau, razlikujemo uzemljivae u tlu i temeljne uzemljivae. Temeljni uzemljivai se ugrauju u spoljne zidove temelja, tako da preko betona u kome se nalaze imaju direktan spoj sa zemljom.
Po obliku, razlikuje se:
Zrakasti uzemljivai (zbog meusobnog uticaja, ugao izmeu dva susedna zraka ne sme biti manji od
60
),
Prstenasti,
Mreasti i
Kombinovani.
Uzemljivai mogu biti ploasti, cevni, trakasti i uasti. Ploasti se sve manje upotrebljavaju zbog toga to se isti efekat postie cevnim i trakastim uzemljivaima, uz znatno manji utroak materijala.
Slika 11. Najmanji preseci uzemljivaa
Raspored uzemljivaa uglavnom zavisi od sastava zemlje i njihovog dozvoljenog otpora. Ako se uz sam uzemljiva nalazi kamenje i krupniji pesak (koji poveaca otpor), treba ih ukloniti i zameniti ih vlanom zemljom.
Slika 12. Oblikovanje potencijala pomou 2 galvanski povezana
prstena sa stubom
Prema pravilniku o tehnikim normativima za izgradnju nadzemnih elektroenergetskih vodova nazivnog napona od 1 do 400kV, uzemljivai stubova mogu biti trakasti ili tapasti. Kao materijal za uzemljivae upotrebljava se elik pocinkovan toplim postupkom (ili na drugi nain zatien od korozije) ili bakar.
Najmanji preseci uzemljivaa dati su u tabeli na slici 11.
Po pravilu, stubovi imaju uzemljiva u obliku jednog ili dva prstena oko svakog temelja pojedinano ili oko svih temelja jednog stuba. Najmanja dubina ukopavanja uzemljivaa je 0,5m. Udaljenost prstenova od temelja, odnosno stuba, zavisi od oblika i konstrukcije stuba.
Slika 13. Oblikovanje potencijala pomou 2 galvanski povezana
prstena sa stubom
Primer oblikovanja potencijala pomou dva galvanski povezana prstena sa stubom i nain proirenja prstenastog uzemljivaa oko temelja sa trakom prikazani su na slikama 12, 13, 14 i 15.
Slika 14. Prstenasti uzemljivai
Slika 15. Prstenasti uzemljivai oko temelja
2.4 Priguivai vibracija
Provodnici nadzemnih vodova izloeni su dejstvu vetra, koji moe izazvati razliite oscilacije. Optereenje vetra Fw rasporeuje se ravnomerno na dva susedna stuba, a rauna se prema izrazu:
Fw = Fwp + Fwst, gde je
Fwp optereenje vetra na provodnik, a Fwst optereenje vetra na stablo stuba.
Dejstvo vetra na izolatore, konzole, odvodnik prenapona i drugu opremu koja se montira na stub, zanemaruje se.
Pritisak vetra Pv rauna se na osnovu podataka hidrometeoroloke slube o najveoj brzini vetra na trasi voda koja se mora javiti najmanje dva puta u periodu od 5 godina.
Za prosene klimatske uslove u Srbiji usvajaju se sledee vrednosti pritiska vetra:
2
/
50
m
daN
p
v
=
za niskonaponski samonosei kablovski snop (NN SKS), i srednjenaponski samonosei kablovski snop (SN SKS),
2
/
60
m
daN
p
v
=
za srednjenaponske (SN) vodove sa aluelinim provodnicima.
Kod nas se najee koriste antivibracijski priguiva tipa Ctockbridge (slika 16) koji se sastoji od sredinje spojnice, tegova i elastinog elinog ueta, a montira se u blizini taaka veanja.
Slika 16. Stockbridge priguiva
Na slici 17 prikazan je priguiva vibracija Fratelli Bertolotti za OPGW ue. Pri odreenim meteorolokim uslovima mogu se javiti oscilacije provodnika u vertikalnoj ravni sa malom frekvencijom (05 Hz) i velikim amplitudama, ija je veliina polovina maksimalnog ugiba. Talasna duina ovih oscilacija je veliine raspona. Ovakva vrsta oscilovanja naziva se galopiranje provodnika i ono moe izazvati velika oteenja kako provodnika, tako i izolatora. Zato se prilikom projektovanja nadzemnih vodova izbegava konfiguracija terena na kojima se javlja galopiranje provodnika.
2.5 Svetiljke i kugle za oznaavanje dalekovoda i
stubova u blizini aerodroma i heliodroma
Ukoliko dalekovodi prolaze u blizini vazdunih luka, stubovi i provodnici se obeleavaju signalnim oznakama. Za dnevno uoavanje stubovi se boje naizmeninim crveno-belim poljima visine 3 5 m, pri emu je vrh obojen crvenom bojom.
Slika 17. Fratelli Bertolotti priguiva za OPGW ue
Na zatitnu uad postavljaju se crveno-bele plastine kugle prenika 30-50cm, na ratojanju 30-50m.
Za nono obeleavanje dalekovoda koriste se specijalne svetiljke, koje su po prvom proizvoau dobila naziv balisor. Rade na principu tinjavog pranjenja kada je vod pod naponom, i danju i nou. Danas postoji vie proizvoaa ovakvih svetiljki, a jedan od njih je CLAMPCO SISTEM, iji je model prikazan na slici 18. snaga sijalice koja svetli crvenom bojom je 20W, a koristi se za 400 kilovoltne vodove.
Slika 18. Clampco sistem svetiljka
3. Zakljuak
Dopunski elementi voda imaju veliki znaaj u funkcionisanju elektroenergetskih sistema. Njihova uloga je u tome da tite vodove i izolatorske lance od atmosferskih i komutacionih napona, zatim imaju zadatak da tite vodove od direktnog udara groma odnosno od prenapona izazvanog atmosferskim pranjenjem. Osim toga uzemljiva kao dodatni element ima tu ulogu da obezbedi sigurnost ljudi u sluaju kvara i sigurnost voda.
Opasnost od zamora materijala spreava se postavljanjem priguivaa vibracija.
Takoe u dodatne elemente voda spadaju i svetiljke i kugle za oznaavanje dalekovoda u blizini aerodruma.
4. Literatura
1. Ruica Tadi Elektrine mree za III razred elektrotehnike kole, zavod za udbenike Beograd
2. Gojko Dotli Elektroenergetika kroz propise i standarde
3. Tehnike preporuke Elektrodistribucije Srbije
PAGE
17