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Wie sind Kraftübertragungstürme angeordnet?

Как устроены опоры ЛЭП?

Stromübertragungsleitung (Stromübertragungsleitung) - eine der Komponenten des Stromnetzes, ein System von Stromversorgungsanlagen zur Übertragung von Elektrizität durch elektrischen Strom. Auch eine elektrische Leitung als Teil eines solchen Systems, die sich über die Grenzen eines Kraftwerks oder Umspannwerks hinaus erstreckt. Unterscheiden Sie zwischen Freileitungen und Kabelleitungen. In letzter Zeit werden gasisolierte Leitungen - GIL - immer beliebter. Informationen werden auch über Stromleitungen unter Verwendung von Hochfrequenzsignalen (Experten zufolge werden in der GUS etwa 60.000 HF-Kanäle auf Stromleitungen verwendet) und Glasfaserverbindungen übertragen. Sie werden zur Überwachung, Telemetriedatenübertragung, Relaisschutzsignalen und Notfallautomatisierung eingesetzt. Bemerkenswert ist auch, dass in den 1985er Jahren die Entwicklung von Stromleitungen mit einer Höhe von 70 Metern durchgeführt wurde.

Eine Freileitungsunterstützung (Übertragungsleitungsunterstützung) ist eine Struktur zum Halten von Drähten und, falls verfügbar, Blitzschutzkabeln für eine Freileitungsleitung und Glasfaserkommunikationsleitungen in einem bestimmten Abstand von der Erdoberfläche und voneinander.

Was könnte gewöhnlicher sein als Stromleitungen? Kraftübertragungstürme sind eine der gängigsten technischen Strukturen und stehen immer vor unseren Augen. Dieser Bereich hat jedoch auch seine eigenen technologischen Feinheiten und sogar Spielraum für technischen Fortschritt. Freileitungen, die für uns nicht sehr auffällig sind, erhalten ein neues Aussehen und ein neues Design.

Am häufigsten stellen wir uns die Unterstützung von Stromleitungen in Form einer Gitterstruktur vor. Vor ungefähr 30 Jahren war dies die einzige Option, und sie werden auch heute noch gebaut. Ein Satz Metallecken wird auf die Baustelle gebracht und Schritt für Schritt wird der Träger aus diesen typischen Elementen geschraubt. Dann kommt ein Kran und stellt die Struktur aufrecht. Ein solcher Prozess nimmt viel Zeit in Anspruch, was sich auf den Zeitpunkt des Verlegens der Linien auswirkt, und diese stützen sich mit stumpfen Gitter-Silhouetten, die sehr kurzlebig sind. Der Grund ist ein schlechter Korrosionsschutz. Die technologische Unvollkommenheit einer solchen Unterstützung wird durch eine einfache konkrete Grundlage ergänzt. Wenn es beispielsweise in böser Absicht mit einer Lösung von unzureichender Qualität hergestellt wird, reißt der Beton nach einiger Zeit und Wasser fällt in die Risse. Mehrere Zyklen des Einfrierens und Auftauens, und das Fundament muss erneuert oder ernsthaft repariert werden.

Mobilteile statt Ecken

Wir haben die Vertreter von PJSC Rosseti gefragt, welche Alternative traditionelle Träger aus Eisenmetall ersetzt. „In unserem Unternehmen, dem größten Stromnetzbetreiber in Russland“, sagt der Spezialist dieser Organisation, „haben wir lange versucht, eine Lösung für die Probleme zu finden, die mit Gitterstützen verbunden sind, und Ende der neunziger Jahre haben wir begonnen, auf facettierte Stützen umzusteigen. Dies sind zylindrische Gestelle aus einem gebogenen Profil, eigentlich Rohre, deren Querschnitt das Aussehen eines Polyeders hat. Darüber hinaus haben wir begonnen, neue Methoden des Korrosionsschutzes anzuwenden, hauptsächlich die Methode des Feuerverzinkens. Dies ist ein elektrochemisches Verfahren zum Aufbringen einer Schutzbeschichtung auf ein Metall. In einer aggressiven Umgebung wird die Zinkschicht dünner, aber der tragende Teil des Trägers bleibt unversehrt. “

Как устроены опоры ЛЭП?
Unterstützungen von elektrischen Freileitungen stellen wir uns das normalerweise so vor. Das klassische Gitterdesign weicht jedoch allmählich erweiterten Optionen - facettenreichen Trägern und Trägern aus Verbundwerkstoffen.

Neben einer längeren Lebensdauer zeichnen sich die neuen Stützen auch durch eine einfache Installation aus. Es müssen keine Ecken mehr verschraubt werden: Die rohrförmigen Elemente des zukünftigen Trägers werden einfach ineinander eingeführt, dann wird die Verbindung fixiert. Sie können ein solches Design acht- bis zehnmal schneller montieren als ein Gitter. Die entsprechenden Transformationen haben ebenfalls die Grundlagen durchlaufen. Anstelle des üblichen Betons begannen sie, die sogenannten Pfahlpfähle zu verwenden. Die Struktur sinkt in den Boden, ein Gegenflansch ist daran befestigt und die Stütze selbst ist bereits darauf platziert. Die geschätzte Lebensdauer solcher Stützen beträgt bis zu 70 Jahre, dh ungefähr zweimal länger als die von Gitterstützen.

Warum summen die Drähte?

Und die Drähte? Sie hängen hoch über dem Boden und sehen aus der Ferne aus wie dicke monolithische Kabel. Tatsächlich bestehen Hochspannungsdrähte aus Draht. Herkömmlicher und universell verwendbarer Draht hat einen Stahlkern, der strukturelle Festigkeit bietet und von Aluminiumdraht umgeben ist, den sogenannten externen Drähten, über die die Stromlast übertragen wird. Die Schmierung erfolgt zwischen Stahl und Aluminium. Es wird benötigt, um die Reibung zwischen Stahl und Aluminium zu verringern - Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Da der Aluminiumdraht jedoch einen kreisförmigen Querschnitt hat, die Spulen nicht dicht beieinander liegen, weist die Oberfläche des Drahtes ein ausgeprägtes Relief auf. Dieser Fehler hat zwei Konsequenzen. Erstens dringt Feuchtigkeit in den Spalt zwischen den Windungen ein und löst das Fett aus. Die Reibung nimmt zu und es entstehen Korrosionsbedingungen. Infolgedessen beträgt die Lebensdauer eines solchen Drahtes nicht mehr als 12 Jahre. Um die Lebensdauer zu verlängern, werden manchmal Reparaturmanschetten am Draht angebracht, die ebenfalls Probleme verursachen können (mehr dazu weiter unten). Darüber hinaus trägt diese Konstruktion des Drahtes zur Erzeugung eines charakteristischen Brummens in der Nähe der Freileitung bei. Dies liegt an der Tatsache, dass eine Wechselspannung von 50 Hz ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, das dazu führt, dass einzelne Drähte im Draht vibrieren, was zu Kollisionen miteinander führt, und wir ein charakteristisches Summen hören. In EU-Ländern wird ein solcher Lärm als Schallverschmutzung angesehen und bekämpft. Jetzt hat ein solcher Kampf bei uns begonnen.

„Wir möchten jetzt die alten Drähte durch Drähte eines neuen Designs ersetzen, das wir entwickeln“, sagt der Vertreter von PJSC Rosseti. - Dies ist ebenfalls Stahl-Aluminium-Draht, aber der Draht dort wird nicht mit kreisförmigem Querschnitt verwendet, sondern aus einem Trapez. Die Verdrillung stellt sich als dicht heraus und die Oberfläche des Drahtes ist glatt, ohne Risse. Feuchtigkeit kann kaum eindringen, das Fett wird nicht ausgewaschen, der Kern rostet nicht und die Lebensdauer eines solchen Drahtes beträgt fast dreißig Jahre. Drähte ähnlicher Bauart werden bereits in Ländern wie Finnland und Österreich eingesetzt. In Russland gibt es Leitungen mit neuen Drähten - in der Region Kaluga. Dies ist die 37 km lange Orbit-Sputnik-Linie. Darüber hinaus haben die Drähte dort nicht nur eine glatte Oberfläche, sondern auch einen weiteren Kern. Es besteht nicht aus Stahl, sondern aus Glasfaser. Ein solcher Draht ist leichter, aber reißer als gewöhnliches Stahl-Aluminium. "

Die neueste Designleistung in diesem Bereich kann jedoch als Draht betrachtet werden, der vom amerikanischen Konzern 3M hergestellt wurde. In diesen Drähten wird die Tragfähigkeit nur durch leitende Schichten bereitgestellt. Es gibt keinen Kern, aber die Hebammen selbst sind mit Aluminiumoxid verstärkt, wodurch eine hohe Festigkeit erreicht wird. Dieser Draht hat eine hervorragende Tragfähigkeit und kann mit Standardstützen aufgrund seiner Festigkeit und seines geringen Gewichts (Standard 250 x 300 m) Spannweiten von bis zu 700 m Länge aushalten. Darüber hinaus ist der Draht sehr hitzebeständig, was seine Verwendung in den südlichen Bundesstaaten der USA und beispielsweise in Italien bestimmt. Der Draht von 3M hat jedoch ein deutliches Minus - der Preis ist zu hoch.

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Ursprüngliche "Designer" -Stützen dienen zweifellos als Dekoration der Landschaft, aber es ist unwahrscheinlich, dass sie weit verbreitet sind. Stromnetzunternehmen legen Wert auf Zuverlässigkeit der Energieübertragung und nicht auf kostspielige „Skulpturen“.

Eis und Schnüre

Freileitungen haben ihre natürlichen Feinde. Einer von ihnen ist Vereisungsdrähte. Diese Katastrophe ist besonders charakteristisch für die südlichen Regionen Russlands. Bei einer Temperatur nahe Null fallen Nieselregen auf den Draht und gefrieren darauf. Auf der Oberseite des Drahtes bildet sich eine Kristallkappe. Dies ist jedoch nur der Anfang. Der Hut unter seinem Gewicht dreht den Draht allmählich und ersetzt die andere Seite durch Einfrieren der Feuchtigkeit. Früher oder später bildet sich eine Eiskupplung um den Draht, und wenn das Gewicht der Kupplung 200 kg pro Meter überschreitet, bricht der Draht und jemand bleibt ohne Licht. Das Unternehmen Rosseti verfügt über ein eigenes Know-how im Kampf gegen Eis. Ein Abschnitt der Leitung mit eisigen Drähten ist von der Leitung getrennt, aber an eine Gleichstromquelle angeschlossen. Bei Verwendung von Gleichstrom kann der ohmsche Widerstand des Drahtes praktisch vernachlässigt werden und Ströme können beispielsweise doppelt so stark übertragen werden wie der berechnete Wert für Wechselstrom. Der Draht erwärmt sich und das Eis schmilzt. Drähte entleeren unnötige Last. Befinden sich jedoch Reparaturkupplungen an den Drähten, entsteht ein zusätzlicher Widerstand, und der Draht kann durchbrennen.

Ein weiterer Feind sind hochfrequente und niederfrequente Schwingungen. Der über der Leitung gespannte Draht ist eine Saite, die unter dem Einfluss von Wind mit hoher Frequenz zu vibrieren beginnt. Wenn diese Frequenz mit der Eigenfrequenz des Drahtes übereinstimmt und die Amplituden kombiniert werden, kann der Draht brechen. Um dieses Problem zu lösen, sind spezielle Geräte an den Leitungen installiert - Schwingungsdämpfer, die wie ein Kabel mit zwei Gewichten aussehen. Dieses Design mit seiner eigenen Schwingungsfrequenz stört die Amplituden und dämpft die Schwingung.

Eine solche schädliche Wirkung wie „Drahttanzen“ ist mit niederfrequenten Vibrationen verbunden. Wenn ein Bruch auf der Leitung auftritt (zum Beispiel aufgrund der Eisbildung), treten Vibrationen der Drähte auf, die nach mehreren Spannweiten eine Welle weiter gehen. Infolgedessen können sich fünf bis sieben Stützen, aus denen die Ankerspanne besteht (der Abstand zwischen zwei Stützen mit einer starren Drahtbefestigung), verbiegen oder sogar fallen. Ein bekanntes Mittel zur Bekämpfung des „Tanzens“ ist die Installation von Grenzflächenabstandshaltern zwischen benachbarten Drähten. Wenn Abstandhalter vorhanden sind, dämpfen die Drähte ihre Vibrationen gegenseitig. Eine weitere Option ist die Verwendung von Leitungsstützen aus Verbundwerkstoffen, insbesondere Glasfaser. Im Gegensatz zu Metallträgern hat der Verbundwerkstoff die Eigenschaft einer elastischen Verformung und kann die Schwingungen der Drähte leicht "zurückgewinnen", indem er sich biegt und dann die vertikale Position wiederherstellt. Eine solche Unterstützung kann den Kaskadenfall eines ganzen Abschnitts der Linie verhindern.

Как устроены опоры ЛЭП?
Auf dem Foto ist der Unterschied zwischen dem traditionellen Hochspannungskabel und dem Kabel eines neuen Designs deutlich zu erkennen. Anstelle von Runddraht wurde ein vorverformter Draht verwendet, und der Kern des Verbundstoffs ersetzte den Stahlkern.

Einzigartige Stützen

Natürlich gibt es alle möglichen Einzelfälle im Zusammenhang mit der Verlegung von Freileitungen. Wenn Sie beispielsweise Stützen in überfluteten Boden oder in Permafrost installieren, funktionieren herkömmliche Pfahlpfähle für das Fundament nicht. Dann werden Schraubpfähle verwendet, die wie eine Schraube in den Boden geschraubt werden, um das festeste Fundament zu erhalten. Ein Sonderfall ist der Durchgang von Stromleitungen mit breiten Wasserbarrieren. Sie verwenden spezielle Stützen in großer Höhe, die zehnmal mehr wiegen als üblich und eine Höhe von 250 x 270 m haben. Da die Spannweite mehr als zwei Kilometer betragen kann, wird ein spezieller Draht mit einem verstärkten Kern verwendet, der zusätzlich von einem Frachtkabel getragen wird. Dies ist beispielsweise für den Übergang von Stromleitungen durch Kama mit einer Spannweite von 2250 m vorgesehen.

Eine separate Gruppe von Trägern sind Strukturen, die nicht nur Drähte halten, sondern auch einen bestimmten ästhetischen Wert haben, beispielsweise Trägerskulpturen. Im Jahr 2006 initiierte Rosseti ein Projekt mit dem Ziel, Stützen mit einem originellen Design zu entwickeln. Es gab interessante Arbeiten, aber ihre Autoren, Designer, konnten die Möglichkeit und Herstellbarkeit der technischen Verkörperung dieser Strukturen oft nicht einschätzen. Im Allgemeinen muss gesagt werden, dass die Unterstützungen, in die das künstlerische Design eingebettet ist, wie zum Beispiel die Unterstützungsfiguren in Sotschi, normalerweise nicht auf Initiative von Netzwerkunternehmen installiert werden, sondern auf Anordnung einiger kommerzieller oder staatlicher Organisationen von Drittanbietern. In den USA ist beispielsweise eine Unterstützung in Form des Buchstabens M beliebt, der als Logo der Fast-Food-Kette von McDonald's stilisiert ist.

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