GRIGORE SORINanul I- M

REFERAT

LINII ELECTRICE AERIENE (LEA)

Conductoarele liniilor electrice

Se clasific n: conductoare active i conductoare de protecie. Princonductoarele active se transport energia electric; cele de protecie aurolul de a ecrana linia mpotriva descrcrilor atmosferice.

Conductoarele folosite sunt, n general, neizolate i sunt supuse aciuniifenomenelor meteorologice (vnt,ploaie,chiciur, variaii de temperatur),precum i agenilor chimici din atmosfer.

Conductoarele electrice pot fi construite dintr-un singur metal saudin doua metale diferite, unul avnd o rezisten mecanic mare icellalt o conductivitate ridicat. n general, conductoarele folositesunt constituite dintr-o inim de oel, care preia cea mai mare parte dinsolicitarea mecanic i dintr-un strat exterior din fire de aluminiu careservete drept conductor electric (fig.1). Dac conductorul este bineexecutat, ntre inima de oel i straturile de aluminiu se produc presiuniradiale i frecri care, impiedic alunecarea unor straturi pe celelalte. naceste condiii se poate considera cablul din dou metale, ca un cabluomogen. Inima de oel este alcatuit din fire de oel, zincat la cald.Firele de oel i cele de aluminiu pot fi de acelai diametru sau dediametre diferite dup necesiti de ordin constructiv.

Conform standardelor, se fabric funii de oel-aluminiu nconstrucie normal, la care raportul dintre seciunea de oel i cea dealuminiu este de 1/6 i n construcie ntrit, la care acest raport este1/4.

Pe lng caracteristici electrice ridicate, conductoarele active aleLEA trebuie s aib i o mare rezisten mecanic., rapereaconductoarelor putnd duce la ruperea stlpilor. Din cauza aceasta,costul conductoarelor este ridicat, reprezentnd., de exempla, 30 ...50% din costul integral al unei liuii electrice aeriene de 110 kV.

Fig.1 1 - inim de oel 2 - strat exterior din fire de Al

Actualmente, in Europa, la reelele de joas tensiune se folosescaproape exclusiv conductoarele de aluminiu. La liniile de medie tensiunepredomin utilizarea conductoarelor de OlAl. La liniile cu tensiuni de400 kVi mai mult, pentru evitarea fenomenului corona se utilizeazconductoare fasciculare mai multe conductoare pentru fiecare faz aunui circuit trifazat.

n ceea ce privete conductoarele de protecie (firele de gard), n afaraprotejrii liniilor electrice mpotriva loviturilor directe de trznet, ele auun rol important i n reducerea efectului perturbator asupra liniilor de tele-comunicaii nvecinate.

Izolatoare

Izolaia reprezint un element foarte important, fiind in directrelaie cu tensiunea. Orice defeciune de izolaie reprezint scoaterea dinfunciune a instalaiei i din acest motiv, alegerea izolaiei LEA este oproblem deosebit de important.

Izolatoarele propriu-zise, au rolul de a realiza att izolarea prilor subtensiune, ct i fixarea acestora. n acest fel, ele transmit eforturilemecanice spre elementele de fixare (stlpi).

Izolatoarele trebuie s aib o rezisten mare la traciune i la compre-siune, caracterizat, prin sarcina la rupere. Din punct de vedere electric,izolatoarele nu trebuie s permit descrcarea prin aer pe suprafaa lor(conturnare) sau prin corpul for (strapungere).

Materialele folosite pentru izolatoarele liniilor electrice aeriene trebuies corespund cerinelor tehnice impuse, respectiv sa aib o bun stabili-tate termic, o rigiditate dielectric corespunztoare i s fie rezistente.Materialele care corespund acestor condiii. sunt : porelanul, steatitul,sticla i materialele plastice.

Lundu-se u considerare solicitrile mecanice la care pot fi supuse, izola-toarele se clasific n : izolatoare de susinere, care preiau greutatea conductoarelor sarcinilesuplimentare care provin din aciunea asupra conductoarelor i izolatoarelor

a ploii, vntului, chiciurii, din diferena de temperatur etc.; izolatoare de traciune, care pe lng solicitrile de mai suspreiau i eforturile din conductoare.Lundu-se n considerare rezistena la solicitrile electrice, izolatoarele

se clasific n : izolatoare nestrpungibile, care se construiesc astfel, nct

probabilitatea de strpungere este mai mic dect cea de conturnare. n general,aceast coudiie se poate realiza dac izolatoarele se construiesc astfel,nct distana disruptiv prin materialul izolant s fie cel puin egal cujumtatea distanei disruptive prin aer ;

izolatoare strpungibile, la care nu este respectat condiiaconstruectiv de la izolatoarele nestrpungibile.

Izolatoarele intrebuinate curent la liniile electrice aeriene pot figrupate n dou mari categorii de tipuri constructive :

izolatoare suport ; izolatoare de suspensie.

Izolatoare suportAcestea sunt confecionate astfel, nct s se poat monta rigid pe tije

metalice care sunt prinse, direct sau indirect (prin intermediul unorconsole), pe linii le electrice aeriene.

Conductorul se prinde de izolator prin intermediul unei legturi, transmi-nd astfel direct izolatorului pe lng solicitrile datorate cmpuluielectric i eforturile mecanice datorate forelor mecanice. Din cauzaaceasta, izolatoarele suport pot prelua, n general, eforturi mecanice maimici dect izolatoarele de suspensie. Aceasta limiteaz folosireaizolatoarelor suport numai pentru linii de joas i medie tensiune.n figura 2, sunt indicate dou dintre cele mai utilizate izolatoare suport detip Delta (cele fabricate pentru tensiuni pn la 20 kV au trei mantale isunt executate dintr-o singur bucat (a), cele pentru tensiuni de 35 kV autot trei mantale, ns sunt alctuite din dou buci legate ntre eleprintr-un ciment special, (b).

dintr-o singur bucat - a b din dou buci

Fig.2

n Romnia se fabric izolatoare suport pentru joas i medie tensiune.Izolatoarele de joas tensiune se produc n doua tipuri : normale tip N(fig.3, a), de traciune pentru un singur conductor tip T (fig.3, b) i pentrudou conductoare tip TD (fig.3, c).

Izolatoare de suspensieIzolatoarele de suspensie sunt utilizate pe LEA de medie i nalt

tensiune, de obicei pentruu tensiuni de 110, 200 si 400 kV. Ansamblul maimultor elemente de izolatoare de suspensie care asigur izolaia unei faze senumete lan de izolatoare. Prin folosirea acestor izolatoare sunteliminai suporii de izolatoare, greu de rcalizat pentru eforturi mari i sepoate obinc, dup necesitate, orice distan ntre conductor i stlp sau consol,prin mrirea numrului de elemente izolatoare.

Aceste izolatoare se construiesc din porelan sau sticl, iar armturiledin font maleabil. Pentru o tensiune dat, numrul de elemente necesareale lanului depinde de tipul izolatorului.

Tipurile de izolatoare care se construiesc n prezent pot fi clasificate dinpunct de vedere electric sau mecanic.

Fig. 3 Tipuri de izolatoare suporta normale de tip N; b de traciune tip T; c pentru dou conductoare tip TD.

Fig.5 Lanuri de izolatoare:a de susinere ; b de ntindere

Fig.4.1- IzoIatoarestrpungibile. Fig. 4.2 Izolatoar

pungibil

Fig.4.2-Izolatoare nestrpungibile cu inim plin

Din punct de vedere electric, se disting: izolatoare strpungibile, avnddistana disruptiv prin dielectric

mai mica dect jumtate din distanadisruptiv prin aer (fig.4.1) ;

izolatoare nestrpungibile cu inimplin. (fig.4.2).

Elementele de izolatoare de suspensiesunt montate in lanuri pentru realizareaizolaiei necesare LEA.Se deosebesc doufeluri de lanuri de izolatoare :- lan ur i de sus inere ( f ig .5 , a) ;- l an ur i de n t indere ( f ig . 5, b).

Lanurile de susinereservesc la simpla susinerea conductoarelor, n timp celanurile de ntinderepreiau i traciunea dinconductoare folosindu-se npunctele n careconductoarele se fixeazde stlpi i trebuieasigurat i rezistenamecanic ce rezult din n-tinderea conductoarelor.

In figura 6, a i b suntreprezentate un izolator desuspensie cu cap i tij(a) i un izolator tij detip Langstab (b).

Fig.6.a. Izolatoare desuspensie cu cap i tij :

1-corpul izolatorului ; 2-cap;3 -tij; 4 pies pentru fixarea

tijei ; 5 -kit pentru izolatoare ;6 -siguran;

Fig.6. b. izolator de tip tij(Langstab)(1- normal ; 2 pentru cea).

Armturi

Sub denumirea de armturi este cuprins totalitatea pieselor metalice caresusin conductoarele i izolatoarele i servesc la asamblarea i fixarea lor.

Cleme

Clemele se utilizeaz la fixarea conductoarelor de izolatoare i la nndireaconductoarelor n spaiul dintre stlpi. Ele trebuie s realizeze o prinderesigur a conductoarelor, deoarece o defeciune la fixarea sau inndireaconductoarelor poate avea drept consecin nu numai ntreruperea funcio-nrii liniei, ci chiar i accidente.

Fixarea conductoarelor la lanurile de izolatoare de ntindere se realizeazcu cleme de traciune, care transmit efortul din conductor n stlpii de ntindere.Clema de traciune trebuie s aib rezistena mecanic impus de traciuneamaxim n conductor i s asigure legtura la panoul adiacent.

n figura 7sunt indicate cteva tipuri de cleme de traciune.Fixarea conductoarelor la lanurile de izolatoare de susinere se realizeazcu ajutorul clemelor de susinere care suport n ntregime sarcina vertical aconductorului, fr ns s-i poat mpiedica cu totul alunecarea n lungulliniei, atunci cnd se produc diferene de tensiune mecanic ntre cele doudeschideri adiacente.

Clemele de susinere sunt de tip fix (fig.8, a) sau de tipul cu declanare(fig.8, b) la care patul clemei se poate smulge de pe ax, n cazul cnd apareun efort de traciune unilateral n conductor (de exemplu rupereaconductorului).

O alt categorie de cleme sunt clemele de inndire, inndirea conductoarelortrebuie s realizeze un contact electric sigur, o rezisten mecanic suficienti o distribuie uniform a traciunii pe conductoarele inndite.

Fig.7 Cleme de traciunea- clem de traciune cu pan; b-idem cu con; c-idem cu bride; d-clem cu traciune

prin presare; 1-corpul clemei; 2-pana de strngere; 3-urub de presare; 4-con destrngere; 5-brid; 6-bra de legtur; 7-piesa de legtur; 8-muf de aluminiu; 9-conductorul de Al.

a

Fig.8 Cleme de susinere

a clem fix; b clem cu declanare

1-braul clemei; 2-patul clemei; 3-pies de strngere; 4-urub pentru strngere; 5-piuli;

6-ax de sprijin solidar cu corpul clemei;7-band de aluminiu;8-conductor

Fig.9 Cleme de nndire

a-clem de inndire cu crestturi; b- clem de inndire prin laminare separat a inimii

de oel i a conductorului de aluminiu; c-clem de legtur electric i mecanic cu

uruburi sau nituri; d-idem utilizat calegturi de capt pe izolaia suport.

Stlpi

Stlpii sunt elemente principale n construcia LEA, avnd rolul de asusine conductoarele active i de protecie, la distane prescrise, asigurndu-se astfel stabilitatea liniei din punct de vedere mecanic, izolaia i gabariteleprevzute. Ei trebuie s suporte att sarcinile i eforturile proprii, ct icele provenind din echipamentul formnd suprastructura liniei: conduc-toare, izolatoare, armturi.

Stlpii pot fi clasificai funcie de diferite criterii. Astfel, dup materialulfolosit se clasific:

stlpi de lemn ; stlpi de metal ; stlpi de beton.

Pe traseul LEA, stlpii pot, fi grupai din punct de vedere funcional nurmtoarele categorii :

stlpi de susinere, care servesc la susinerea conductoareloractive i de protecie i pot fi folosii nunai n poriunile drepte ale traseuluiliniilor. Fiecare stlp de susinere suporte greutatea conductoarelorcorespunztoare la cte o jumtate din deschiderile adiacente.Stlpii de susinere formeaz cea mai mare parte (circa 80%) dinstlpii LEA, avnd greutatea unitar cea mai redus fa de toate

celelalte categoriide stlpi din aceeai linie; stlpi de ntindere, care formeaz punctele de rezisten i servesc pentru

preluarea traciunii n conductoare ; stlpi de col destinai a prelua traciunea n conductoare n punctele n

care aliniamentul liniei se schimb, formnd un unghi ;

- stlpi de transpunere a fazelor, folosii pentru uniformizarea inductivitiisi capacitii LEA trifazate, obinndu-se simetrizarea parametrilorliniei;- stlpi terminali, utilizai la capetele liniei, care preiau ntreaga traciune aconductoarelor dintr-o singur parte.

n figura 14.12. sunt reprezentate cteva tipuri de stlpi, dup rolul lorfuncional n linie.

Principalele elemente componente ale stlpilor sunt: partea subteran (n fundaie) a stlpului, sau elementul de sprijinire

pe fundaie n cazul stlpilor articulai ; corpul stlpului ; coronamentul stlpului.Coronamentul stlpului este format din traverse, console, vrfare etc.,

montate la partea superioar a stlpului de care sunt suspendate conductoa-rele active i de protecie. o gam destul de mare de soluii de rea-lizare a coronamentului i de dispoziie a cond.uctoarelor (fig. 10, a-f) .

Fig.10 Tipuri de coronamente i de dispoziii de aezare a conductoarelor

Stlpi metalici.Se confecioneaz din tronsoane care se mbin ntre ele. Dup felul

mbinrilor stlpii pot fi sudai sau bulonai.Montanii tronsoanelor sunt confectionai din profile L laminate.

nlimea necesar a unui stlp metalic se obine prin mbinarea nlungime a mai multor tronsoane. n general mbinarea tronsoanelor seface prin eclise sau gueuri. Tronsoanele sunt ntrite la baza printr-ocentur, iar n sens transversal pe seciuni prin contravntuiri.

Consolele stlpilor metalici sunt alctuite n general din talp i tirant.Talpa este confectionat din profile U sau L, iar tirantul din profile L.. Peo consol se pot monta conductoarele unui singur circuit sau a mai multorcircuite.Diagonalele stlpilor metalici sunt confecionate din profile L cu aripi

egale sau inegale, din evi sau din fier beton. Din punctul de vedere alconfiguraiei geometrice a diagonalelor se deosebesc diagonale, duble, triple,in form. de K etc. (fig.11)

a c

Fig.11 Tipuri de diagonalea simple; b duble; c triple; d - n K; e n romb

a bFig.12 Tipuri de fundaii

a -- monobloc; b pentru cele patru picioare ale stlpului

Fundaia stlpilor poate fi monobloc pentru stlpii cu baza ngust. (ceipatru montati fixai printr-o fundaie comun) sau cte o fundaie separatpentru fiecare montant, la stlpii cu baza larg (fig. 12).

Avantajele stlpilor metalici constau din: pot fi montai la locul de in-stalare ntruct se execut din piese separate, permit montarea a dou saumai multe circuite trifazate pe acelai stlp, realizndu-se economii despaiu i material. Dezavantajul vor consta n principal n consumulridicat de oel larninat.

Stlpi de beton armatAu o larg utilizare in ara noastr n construcia LEA de joas, medie

i nalt tensiune. Prezint ca a-vantaje: economisirea lemnului i metalului,care sunt materiale deficitare, au un cost redus, execuia lor este simplprin industrializarea fabricrii lor, durata de via lung, fr cheltuieli dentreinere etc.

Au i dezavantaje: greutate mare, fragilitate la transport i manipulare,operaii de asamblare mai complicate, dificultatea utilizrii lor n terenuriaccidentate etc.

Cele dou pri componente principale ale acestor stlpi sunt: betonulcare preia efortul la compresiune i armtura de oel, care preia efortul de

ntindere.

a b cFig.13 Stlpi de beton armat:

a stlp de susinere din beton armat centrifugat pentru 119 kV, cu simplucircuit; 1 stlp de beton armat vibrat de susinere (620kV); c - stlp de

susinere de beton armat vibrat precomprimat.

Stlpii de beton fabricai industrial se clasific n trei categorii:- Stlpi de beton centrifugai au n general o seciune inelar. Armturametalic i betonul formeaz un tot unitar prin ndesarea betonului in timpulcentrifugrii ct i prin legtura ce o realizeaz cimentul n timpulntririi.

n ara noastr stlpii centrifugai pot fi executai n lungimi de pn la24 metri, dintr-o singur bucat.

- Stlpii din beton armat vibrat comport condiii mai uoare defabricare. Se utilizeaz n ara noastr n special pentru reele de joastensiune, avnd lungimi de 12 i 14 m.

- Stlpi de beton precomprimat, centrifugat sau vibrat, au

avantajul unui consum mai redus de oel, sunt mai elastici i se preteaz maibine la finisare. Un element important al betonului pretensionat l constituiepretensionarea armturii.

n figura 13 sunt reprezentate principalele tipuri de stlpi de betonutilizate la noi n ar.

BIBLIOGRAFIE

Dorin Cristescu, Lucia Pantelimon, Silviu Darie CENTRALE SI RETELEELECTRICE Editura didactica si pedagogica, Bucuresti - 1982