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Wie sind die Leistungstürme angeordnet?

Как устроены опоры ЛЭП?

Die Stromleitung (PTL) ist eine der Komponenten des Stromnetzes, ein System von Stromversorgungsanlagen, die zur Stromübertragung durch elektrischen Strom ausgelegt sind. Auch die elektrische Leitung in der Zusammensetzung eines solchen Systems geht über das Kraftwerk oder Umspannwerk hinaus. Es gibt Luft- und Kabelstromleitungen. In letzter Zeit sind gasisolierte Leitungen (GIL) populär geworden. Übertragungsleitungen übertragen auch Informationen unter Verwendung von Hochfrequenzsignalen (Expertenschätzungen zufolge werden in der GUS etwa 60.000 HF-Kanäle über Stromleitungen verwendet) und FOCLs. Sie werden für die Versandsteuerung, die Telemetriedatenübertragung, die Relaisschutzsignale und die Notsteuerung verwendet. Es ist auch bemerkenswert, dass in den 1985er Jahren die Entwicklung von Übertragungsleitungen mit einer Höhe von 70 Metern durchgeführt wurde.

Ein Freileitungsmast (Power Line Pylon) ist eine Struktur zum Halten von Drähten und, falls verfügbar, von Freileitungsschutzkabeln einer Freileitung und von faseroptischen Kommunikationsleitungen in einem bestimmten Abstand von der Erdoberfläche und voneinander.

Was könnten die gewöhnlichen Stromleitungen sein? Kraftübertragungstürme - eine der gebräuchlichsten Konstruktionsstrukturen, und sie sind die ganze Zeit vor unseren Augen. Aber auch in diesem Bereich gibt es technologische Feinheiten und sogar Raum für technologischen Fortschritt. Nicht sehr auffällig für uns Freileitungen erhalten ein neues Aussehen und ein neues Design.

Am häufigsten stellen wir uns eine Stromübertragungsleitungsunterstützung in Form einer Netzkonstruktion vor. Vor etwa 30 Jahren war dies die einzige Option, und auch heute werden sie noch gebaut. Ein Satz Metallecken wird auf die Baustelle gebracht und aus diesen typischen Elementen wird nach und nach eine Stütze herausgeschraubt. Dann kommt der Kran und stellt die Struktur senkrecht. Dieser Vorgang nimmt ziemlich viel Zeit in Anspruch, was sich auf das Timing des Verlegens von Linien auswirkt, und diese stützen sich bei matten Gitter-Silhouetten sehr kurzlebig. Der Grund ist ein schlechter Korrosionsschutz. Die technologische Unvollkommenheit eines solchen Trägers ergänzt das einfache Betonfundament. Wenn es in böser Absicht getan wird, zum Beispiel mit einer Lösung von unzureichender Qualität, dann wird der Beton nach einer Weile reißen, Wasser wird in die Risse fallen. Mehrere Zyklen Einfrieren und Auftauen, und das Fundament muss erneuert oder ernsthaft repariert werden.

Rohre statt Ecken

Wir haben die Vertreter von PJSC ROSSETI gebeten, die Alternative zu herkömmlichen Eisenmetallträgern zu finden. „In unserem Unternehmen, dem größten Stromnetzbetreiber Russlands“, sagt ein Experte dieser Organisation, „haben wir lange versucht, eine Lösung für die Probleme im Zusammenhang mit Gitterträgern zu finden, und in den späten neunziger Jahren haben wir begonnen, auf facettierte Träger umzusteigen. Hierbei handelt es sich um zylindrische Zahnstangen mit gekrümmtem Profil, die eigentlich Rohre sind und im Querschnitt die Form eines Polyeders haben. Darüber hinaus haben wir begonnen, neue Korrosionsschutzmethoden anzuwenden, vor allem die Feuerverzinkung. Dies ist ein elektrochemisches Verfahren zum Aufbringen einer Schutzbeschichtung auf das Metall. In einer aggressiven Umgebung wird die Zinkschicht dünner, der tragende Teil des Trägers bleibt jedoch intakt. “

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Strommasten stellen wir uns normalerweise so vor. Das klassische Gitterdesign weicht jedoch allmählich progressiveren Versionen - vielschichtigen Trägern und Trägern aus Verbundwerkstoffen.

Neben einer längeren Lebensdauer zeichnen sich neue Stützen auch durch eine einfache Installation aus. Es müssen keine Ecken mehr verschraubt werden: Die rohrförmigen Elemente des zukünftigen Trägers werden einfach ineinander gesteckt, dann wird die Verbindung fixiert. Eine solche Konstruktion zu montieren kann acht- bis zehnmal schneller sein als Gitter zu sammeln. Die entsprechenden Transformationen sind ebenfalls fundiert. Anstelle des üblichen begann Beton die sogenannte Pfahlschale zu verwenden. Die Struktur wird in den Boden abgesenkt, der Gegenflansch wird daran befestigt und der Träger selbst ist bereits darauf platziert. Die geschätzte Lebensdauer solcher Stützen beträgt bis zu 70 Jahre, dh ungefähr das Zweifache der Lebensdauer von Gitterstützen.

Warum Drähte brummen

Und die Drähte? Sie hängen hoch über dem Boden und sehen aus der Ferne aus wie dicke monolithische Kabel. In der Tat sind Hochspannungsdrähte ein Geflecht aus Drähten. Herkömmlicher und allgegenwärtiger Draht hat einen Stahlkern, der für strukturelle Festigkeit sorgt und von Aluminiumdraht, den sogenannten Außenschichten, umgeben ist, über die die Strombelastung übertragen wird. Fett wird zwischen Stahl und Aluminium gelegt. Es wird benötigt, um die Reibung zwischen Stahl und Aluminium zu verringern - Werkstoffe mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Da der Aluminiumdraht jedoch einen kreisförmigen Querschnitt hat, liegen die Spulen nicht fest aneinander, und die Oberfläche des Drahtes weist ein ausgeprägtes Relief auf. Dieser Mangel hat zwei Konsequenzen. Erstens dringt Feuchtigkeit in den Spalt zwischen den Windungen ein und wäscht Schmiermittel weg. Reibungserhöhungen und Korrosionsbedingungen werden geschaffen. Infolgedessen beträgt die Lebensdauer eines solchen Drahtes nicht mehr als 12 Jahre. Um die Lebensdauer zu verlängern, wird der Draht manchmal auf Reparaturmanschetten gelegt, was ebenfalls zu Problemen führen kann (dazu später mehr). Darüber hinaus trägt diese Ausgestaltung des Drahtes zur Entstehung eines in der Nähe der Luftleitung gut erkennbaren Brummens bei. Dies liegt daran, dass durch die Wechselspannung von 50 Hz ein magnetisches Wechselfeld entsteht, das die einzelnen Drähte im Draht zum Vibrieren bringt, wodurch sie miteinander kollidieren und ein charakteristisches Summen zu hören ist. In der EU wird solcher Lärm als akustische Verschmutzung angesehen und bekämpft. Jetzt hat dieser Kampf bei uns begonnen.

"Wir wollen jetzt die alten Drähte durch Drähte des neuen Designs ersetzen, das wir entwickeln", sagte der Vertreter von Rosseti PJSC. - Dies ist ebenfalls Stahl-Aluminium-Draht, aber der Draht weist dort keinen kreisförmigen Querschnitt auf, sondern ein Trapez. Nachdem es gedreht hat, stellt es sich dicht heraus, und die Oberfläche eines Drahtes glatt, ohne Risse. Es gibt fast keine Feuchtigkeit, die eindringen könnte, der Schmierstoff wird nicht ausgewaschen, der Kern rostet nicht und die Lebensdauer eines solchen Drahtes nähert sich dreißig Jahren. Drähte ähnlicher Bauart werden bereits in Ländern wie Finnland und Österreich eingesetzt. In Russland gibt es Leitungen mit neuen Kabeln - in der Kaluga-Region. Diese Linie "Orbit-Sputnik" Länge von 37 km. Und dort haben die Drähte nicht nur eine glatte Oberfläche, sondern auch einen weiteren Kern. Es besteht nicht aus Stahl, sondern aus Glasfaser. Ein solcher Draht ist leichter, aber reißfester als gewöhnliches Stahl-Aluminium. “

Die neueste Designleistung in diesem Bereich kann jedoch als Draht betrachtet werden, der vom amerikanischen Konzern 3M hergestellt wurde. Bei diesen Drähten wird die Tragfähigkeit nur durch leitende Schichten gewährleistet. Es gibt keinen Kern, aber die Poviv 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 Spannweiten von bis zu 700 m (Standard 250 x 300 m) aushalten. Außerdem ist der Draht sehr hitzebeständig, was zu seiner Verwendung in den südlichen US-Bundesstaaten und beispielsweise in Italien führt. Der Draht von 3M hat jedoch einen wesentlichen Nachteil: Der Preis ist zu hoch.

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Die ursprünglichen "Designer" -Unterstützungen dienen zweifellos als Dekoration für die Landschaft, sind aber wahrscheinlich nicht weit verbreitet. Die Priorität der Stromnetzunternehmen liegt in der Zuverlässigkeit der Stromübertragung und nicht in teuren „Skulpturen“.

Eis und Schnüre

Freileitungen haben ihre natürlichen Feinde. Eines davon ist die Drahtglasur. Besonders diese Katastrophe ist typisch für die südlichen Regionen Russlands. Bei einer Temperatur von ungefähr Null fällt Nieselfrost auf den Draht und gefriert darauf. Auf dem Draht ist eine Kristallkappe ausgebildet. Dies ist jedoch nur der Anfang. Die Kappe unter ihrem Gewicht dreht den Draht allmählich und ersetzt die gefrorene Feuchtigkeit mit der anderen Seite. Früher oder später bildet sich eine Eiskupplung um den Draht, und wenn das Kupplungsgewicht 200 kg pro Meter überschreitet, bricht der Draht und jemand bleibt ohne Licht. Rosseti verfügt über ein eigenes Know-how im Bereich der Eisbekämpfung. Der Leitungsabschnitt mit eisigen Drähten ist von der Leitung getrennt, jedoch an eine Gleichstromquelle angeschlossen. Bei Verwendung von Gleichstrom kann der ohmsche Widerstand des Drahtes praktisch ignoriert werden, und es können Ströme geleitet werden, die beispielsweise doppelt so stark sind wie der berechnete Wert für Wechselstrom. Der Draht erwärmt sich und das Eis schmilzt. Drähte werfen unnötige Fracht ab. Wenn die Drähte jedoch Reparaturkupplungen aufweisen, tritt zusätzlicher Widerstand auf, und der Draht kann durchbrennen.

Ein weiterer Feind sind hochfrequente und niederfrequente Vibrationen. Der gespannte Draht der Freileitung ist eine Saite, die beim Wind mit hoher Frequenz zu vibrieren beginnt. Wenn diese Frequenz mit der Eigenfrequenz des Drahtes übereinstimmt und die Amplitude übereinstimmt, kann der Draht brechen. Um dieses Problem zu lösen, werden an den Leitungen spezielle Vorrichtungen installiert - Schwingungsdämpfer, die die Form eines Seils mit zwei Gewichten haben. Diese Konstruktion mit eigener Schwingungsfrequenz stört die Amplituden und dämpft die Schwingungen.

Mit den niederfrequenten Schwingungen ist eine solche schädliche Wirkung wie das "Drahttanzen" verbunden. Wenn auf der Leitung ein Bruch auftritt (z. B. aufgrund von Eisbildung), treten Schwingungen von Drähten auf, die nach mehreren Überspannungen eine Welle weiter gehen. Infolgedessen können sich fünf bis sieben Stützen, die die Ankerspanne bilden (der Abstand zwischen zwei Stützen mit starrer Drahtbefestigung) verbiegen oder sogar fallen. Ein bekanntes Mittel zur Bekämpfung des "Tanzens" ist die Herstellung von Grenzflächenstreben zwischen benachbarten Drähten. Bei Vorhandensein eines Abstandshalters dämpfen Drähte gegenseitig ihre Schwingungen. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von Trägern auf der Linie der Verbundwerkstoffe, insbesondere der Glasfaser. Im Gegensatz zu Metallträgern hat der Verbundwerkstoff die Eigenschaft einer elastischen Verformung und kann die Schwingungen der Drähte leicht "wiedergeben", indem er sich biegt und dann die vertikale Position wiederherstellt. Eine solche Abstützung kann den Kaskadenabfall eines ganzen Liniensegments verhindern.

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Das Foto zeigt deutlich den Unterschied zwischen dem traditionellen Hochspannungsdraht und dem Draht eines neuen Designs. Anstelle von Runddraht wurde ein vorverformter Draht verwendet, und der Kern des Stahlkerns wurde von einem Verbundkern aufgenommen.

Support-einzigartig

Natürlich gibt es alle möglichen Sonderfälle bei der Verlegung von Freileitungen. Wenn Sie beispielsweise Stützen in einem überfluteten Boden oder unter Permafrostbedingungen installieren, funktionieren herkömmliche Pfähle für das Fundament nicht. Dann werden Schraubpfähle verwendet, die als Schraube in den Boden eingeschraubt werden, um ein möglichst festes Fundament zu erzielen. Ein Sonderfall ist der Durchgang von Stromleitungen mit breiten Wasserbarrieren. Dort kommen spezielle Hochhausstützen zum Einsatz, die zehnmal so schwer sind wie üblich und eine Höhe von 250 x 270 m haben. Da die Spannweite mehr als zwei Kilometer betragen kann, wird ein Spezialdraht mit verstärktem Kern verwendet, der zusätzlich von einer Lastleine getragen wird. So zum Beispiel der Übergang von Stromleitungen durch die Kama mit einer Spannweite von 2250 m.

Eine separate Gruppe von Trägern sind Strukturen, die nicht nur die Drähte halten, sondern auch einen bestimmten ästhetischen Wert haben, wie z. B. Skulpturträger. Im Jahr 2006 initiierte Rosseti ein Projekt zur Entwicklung von Trägern mit originellem Design. Es gab interessante Arbeiten, aber ihre Autoren, Designer, konnten die Machbarkeit und Anpassungsfähigkeit der technischen Ausführung dieser Strukturen oft nicht einschätzen. Generell muss gesagt werden, dass die Träger, in die ein künstlerisches Konzept eingebettet ist, wie z. B. Figurenträger in Sotschi, in der Regel nicht auf Initiative von Netzbetreibern, sondern im Auftrag einiger kommerzieller oder staatlicher Organisationen von Drittanbietern installiert werden. Zum Beispiel in den Vereinigten Staaten beliebte Unterstützung in Form des Buchstabens M, stilisierte Logo des Fast-Food-Netzwerks "McDonald's".

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