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Wie sind die Kraftübertragungstürme angeordnet?

Как устроены опоры ЛЭП?

E-Übertragungsleitung (LEP) - eine der Komponenten des elektrischen Netzes, ein System von Stromgeräten, das zur Übertragung von Elektrizität durch einen elektrischen Strom ausgelegt ist. Auch eine elektrische Leitung in der Struktur eines solchen Systems, die über das Kraftwerk oder Umspannwerk hinausgeht. Es gibt Luft- und Kabelleitungen. In letzter Zeit sind die gasisolierten Leitungen GIL populär geworden. Die Übertragungsleitung überträgt auch Informationen mit Hochfrequenzsignalen (laut Experten werden etwa 60.000 HF-Kanäle über die Übertragungsleitungen im CIS verwendet) und FOCL. Sie dienen zur Dispatching-Steuerung, Telemetriedatenübertragung, Relaisschutzsignalen und Notautomaten. Bemerkenswert ist auch, dass in den 1985er Jahren Entwicklungen für Hochspannungsleitungen mit einer Höhe von 70 Metern durchgeführt wurden.

Die Unterstützung der Freileitungsleitung (Stromübertragungsleitung) ist eine Struktur zum Halten von Drähten und, falls verfügbar, von Blitzschutzkabeln der Freileitungsübertragungsleitung und von Lichtwellenleiterkommunikationsleitungen in einem gegebenen Abstand von der Bodenoberfläche und voneinander.

Was kann gewöhnlicher sein als Stromleitungen? Stromleitungshalterungen gehören zu den am weitesten verbreiteten Ingenieurbauwerken und stehen immer vor Augen. Aber auch auf diesem Gebiet gibt es technologische Feinheiten und sogar Spielraum für technischen Fortschritt. Nicht sehr auffällig für uns Freileitungen erhalten ein neues Aussehen und ein neues Design.

Meistens stellen wir uns die Unterstützung von Übertragungsleitungen in Form einer Gitterkonstruktion vor. Vor etwa 30 Jahren war dies die einzige Option, und diese Tage bauen sie weiter. Ein Satz von Metallecken wird auf die Baustelle gebracht und aus diesen Standardelementen wird schrittweise eine Unterstützung geleistet. Dann kommt der Kran und legt die Struktur aufrecht. Dieser Vorgang dauert ziemlich lange, was sich auf das Timing der Linienverlegung auswirkt, und diese Träger mit stumpfen Gitter-Silhouetten sind sehr kurzlebig. Der Grund ist ein schwacher Korrosionsschutz. Die technologische Unvollkommenheit einer solchen Unterstützung wird durch ein einfaches Betonfundament ergänzt. Wenn es bösgläubig gemacht wird, zum Beispiel mit einer Lösung von unzureichender Qualität, dann zerfällt der Beton nach einiger Zeit, Wasser dringt in die Risse. Mehrere Zyklen Frost-Auftauen, und das Fundament muss erneuert oder ernsthaft repariert werden.

Rohre statt Ecken

Die Tatsache, dass die Alternative die herkömmlichen Stützen aus Eisenmetall ersetzt, haben wir die Vertreter von PAO Rosseti gefragt. "In unserem Unternehmen, dem größten Stromnetzbetreiber Russlands", sagt der Experte dieser Organisation, "versuchen wir schon lange, eine Lösung für die Probleme der Gitterträger zu finden, und begannen Ende der 1990er Jahre, in den Stand zu gehen. Dies sind zylindrische Zahnstangen mit einem gekrümmten Profil, in der Tat Rohre im Querschnitt, die die Form eines Polyeders haben. Außerdem haben wir begonnen, neue Methoden des Korrosionsschutzes anzuwenden, vor allem die Methode der Feuerverzinkung. Dies ist ein elektrochemisches Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht auf das Metall. In einer aggressiven Umgebung wird die Zinkschicht dünner, aber der tragende Teil des Trägers bleibt unversehrt. "

Как устроены опоры ЛЭП?
Unterstützungen von elektrischen Oberleitungen, stellen wir uns normalerweise so vor. Das klassische Gitterdesign weicht jedoch allmählich progressiveren Optionen - polyedrischen Stützen und Stützen aus Verbundwerkstoffen - auf.

Zusätzlich zu einer größeren Haltbarkeit sind die neuen Halterungen auch einfacher zu installieren. Es müssen keine weiteren Ecken geschraubt werden: Die rohrförmigen Elemente der zukünftigen Halterung werden einfach ineinander gesteckt, dann wird die Verbindung fixiert. Montieren Sie diese Struktur kann acht bis zehn Mal schneller als die Sammlung von Trellis. Entsprechende Transformationen haben auch die Grundlagen erfahren. Anstelle des üblichen Betonstahls werden die sogenannten Pfähle verwendet. Der Entwurf ist in den Boden abgesenkt, ein Gegenflansch ist daran befestigt und der Träger selbst ist bereits darauf platziert. Die geschätzte Lebensdauer solcher Träger beträgt bis zu 70 Jahre, dh etwa doppelt so groß wie bei Gitterwerken.

Warum die Drähte brummen

Und die Drähte? Sie hängen hoch über dem Boden und sehen aus der Ferne wie dicke monolithische Kabel aus. In der Tat, die Hochspannungsleitungen der Suite aus dem Draht. Der übliche und weitverbreitete Draht hat einen Stahlkern, der strukturelle Festigkeit bietet und von einem Aluminiumdraht umgeben ist, den sogenannten externen Spulen, durch die die Strombelastung übertragen wird. Zwischen Stahl und Aluminium wird ein Schmiermittel gelegt. Es ist notwendig, um die Reibung zwischen Stahl und Aluminium zu reduzieren - Materialien, die einen unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. Da der Aluminiumdraht jedoch einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, haften die Windungen nicht locker aneinander, die Drahtoberfläche ist stark ausgeprägt. Dieser Mangel hat zwei Konsequenzen. Zunächst dringt in den Spalt zwischen den Spulen Feuchtigkeit ein und spült das Schmiermittel aus. Die Reibung nimmt zu und Korrosionsbedingungen entstehen. Infolgedessen ist das Leben eines solchen Drahtes nicht länger als 12 Jahre. Um die Lebensdauer zu verlängern, wird der Draht manchmal mit Reparaturmanschetten verschlissen, was auch Probleme verursachen kann (dazu später mehr). Darüber hinaus trägt ein derartiges Drahtdesign dazu bei, ein deutliches Brummen um die Luftleitung herum zu erzeugen. Sie tritt auf, weil die Wechselspannung von 50 Hz zu einem magnetischen Wechselfeld führt, das die einzelnen Venen des Drahtes zum Schwingen bringt, was zu einem Zusammenstoß führt und ein charakteristisches Summen hört. In den EU-Ländern wird dieser Lärm als eine akustische Verschmutzung angesehen, mit der er bekämpft wird. Nun hat ein solcher Kampf mit uns begonnen.

"Wir wollen die alten Drähte durch neue Drähte ersetzen, die wir entwickeln", sagt der Vertreter von PJSC Rosseti. - Dies ist auch Stahl-Aluminium-Drähte, aber der Draht dort ist nicht rund, sondern eher trapezförmig aufgetragen. Das Povil wird dicht, und die Drahtoberfläche ist glatt, ohne Risse. Feuchtigkeit kann kaum eindringen, das Schmiermittel wird nicht weggespült, der Kern rostet nicht und die Lebensdauer eines solchen Drahtes beträgt fast 30 Jahre. Drähte mit einem ähnlichen Design werden bereits in Ländern wie Finnland und Österreich verwendet. Linien mit neuen Leitungen sind auch in Russland - in der Region Kaluga. Dies ist die Linie "Orbita-Sputnik" mit einer Länge von 37 km. Und dort haben die Drähte nicht nur eine glatte Oberfläche, sondern auch einen anderen Kern. Es ist nicht aus Stahl, sondern aus Fiberglas. Ein solcher Draht ist leichter, aber stärker als herkömmliches Stahl-Aluminium. "

Die jüngsten Designleistungen in diesem Bereich können jedoch als Draht des amerikanischen Konzerns 3M angesehen werden. Bei diesen Drähten wird die Tragfähigkeit nur durch stromführende Spulen bereitgestellt. Es gibt keinen Kern, aber die Spulen selbst sind mit Aluminiumoxid verstärkt, was eine hohe Festigkeit gewährleistet. Dieser Draht hat eine hervorragende Tragfähigkeit und kann mit Standardstützen aufgrund seiner Festigkeit und seines geringen Gewichts seinen Spannweiten von bis zu 700 m (Standard 250x300 m) standhalten. Darüber hinaus ist der Draht sehr widerstandsfähig gegen thermische Belastungen, was seinen Einsatz in den südlichen US-Bundesstaaten und zum Beispiel in Italien verursacht. Das Kabel von 3M hat jedoch einen erheblichen Nachteil - einen zu hohen Preis.

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Die ursprünglichen "Designer" -Stützen dienen als unzweifelhafter Verzierung der Landschaft, sind jedoch kaum verbreitet. Vorrang haben Stromnetzunternehmen die Zuverlässigkeit der Energieübertragung und nicht teure "Skulpturen".

Eis und Streicher

Die Freileitungen haben ihre eigenen natürlichen Feinde. Einer von ihnen ist Puderdrähte. Vor allem diese Katastrophe ist typisch für die südlichen Regionen Russlands. Bei einer Temperatur nahe Null fallen Nieselregen auf den Draht und gefrieren darauf. Eine kristalline Kappe wird am oberen Teil des Drahtes gebildet. Aber das ist nur der Anfang. Die Kappe unter ihrem eigenen Gewicht dreht allmählich den Draht und setzt die eisige Feuchtigkeit auf die andere Seite. 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. Die Firma Rosseti hat ihr Know-how, um Eis zu bekämpfen. Der Leitungsabschnitt mit eisigen Adern ist von der Leitung getrennt, aber an eine Gleichstromquelle angeschlossen. Bei Verwendung von Gleichstrom kann der ohmsche Widerstand des Drahtes praktisch ignoriert und Ströme, z. B. zweimal so stark wie der berechnete Wert für Wechselstrom, durchgelassen werden. Der Draht erwärmt sich und das Eis schmilzt. Die Drähte fallen unnötig aus. Aber wenn die Drähte Reparaturkupplungen haben, gibt es zusätzlichen Widerstand, und dann kann der Draht ausbrennen.

Ein weiterer Feind sind Hochfrequenz- und Niederfrequenzschwingungen. Der gezogene Draht einer Oberleitung 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 ausgerichtet sind, kann der Draht reißen. Um dieses Problem zu bewältigen, werden auf den Leitungen spezielle Vorrichtungen installiert - Schwingungsdämpfer, die die Form eines Kabels mit zwei Gewichten haben. Diese Konstruktion, die eine eigene Schwingungsfrequenz hat, frustriert die Amplituden und dämpft die Schwingung.

Bei niederfrequenten Schwingungen ist eine solche schädliche Wirkung wie "Tanzen von Drähten" verbunden. Wenn die Linie bricht (zum Beispiel aufgrund des geformten Eises), gibt es Schwankungen der Drähte, die nach mehreren Spannweiten weitergehen. Infolgedessen können fünf bis sieben Stützen, die eine Ankerspannweite (den Abstand zwischen zwei Stützen mit starrer Befestigung des Drahtes) bilden, sich biegen oder sogar fallen. Ein bekanntes Mittel zur Bekämpfung von "Tanzen" ist die Herstellung von Zwischenphasenstreben zwischen benachbarten Drähten. Wenn es einen Abstandshalter gibt, löschen die Drähte gegenseitig ihre Schwingungen. Eine weitere Option ist die Verwendung auf der Linie von Trägern aus Verbundwerkstoffen, insbesondere aus Glasfaser. Im Gegensatz zu Metallträgern hat der Verbundwerkstoff die Eigenschaft einer elastischen Verformung und wird die Oszillationen der Drähte leicht "spielen", sich bücken und dann die vertikale Position wiederherstellen. Eine solche Unterstützung kann einen kaskadenartigen Fall eines gesamten Leitungsabschnitts verhindern.

Как устроены опоры ЛЭП?
Das Foto zeigt deutlich den Unterschied zwischen einem herkömmlichen Hochspannungskabel und einem neuen Kabel. Anstelle eines Drahtes mit kreisförmigem Querschnitt wurde ein vorverformter Draht verwendet, und der Ort des Stahlkerns wurde von einem Verbundkern eingenommen.

Unterstützt Unicum

Natürlich gibt es verschiedene Arten von Einzelfällen im Zusammenhang mit der Verlegung von Freileitungen. Bei der Installation von Stützen in überfluteten Böden oder bei Permafrost-Bedingungen werden zum Beispiel herkömmliche Pfähle für das Fundament nicht funktionieren. Dann werden Schraubenpfähle verwendet, die wie eine Schraube in den Boden geschraubt werden, um die stabilste Grundlage zu erreichen. Ein besonderer Fall ist der Durchgang von Stromleitungen großer Wasserhindernisse. Sie verwenden spezielle Höhenlager, die zehnmal so schwer wiegen und eine Höhe von 250x270 m haben. Da die Spannweite mehr als zwei Kilometer betragen kann, kommt ein Spezialdraht mit verstärktem Kern zum Einsatz, der zusätzlich vom Schiff getragen wird. So wird beispielsweise eine Stromleitung über die Kama mit einer Spannweite von 2.250 m übertragen.

Eine separate Gruppe von Trägern sind Strukturen, die nicht nur dazu dienen, Drähte zu halten, sondern auch einen gewissen ästhetischen Wert, zum Beispiel Skulpturen, tragen. 2006 initiierte das Unternehmen "Rosseti" das Projekt mit dem Ziel, Unterstützung mit einem originellen Design zu entwickeln. Es gab interessante Arbeiten, aber ihre Autoren, Designer, konnten oft nicht die Durchführbarkeit und Technologie der technischen Umsetzung dieser Entwürfe einschätzen. Generell muss gesagt werden, dass die Träger, in denen das künstlerische Design eingebettet ist, wie die Unterstützungsfiguren in Sotschi, in der Regel nicht auf Initiative von Netzunternehmen, sondern auf Anordnung einiger kommerzieller oder staatlicher Organisationen von Drittstaaten aufgestellt werden. Zum Beispiel in der US-Volksunterstützung in Form des Buchstaben M, stilisiert unter dem Logo der Fast-Food-Kette McDonald's.

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