โครงสร้างสายเปลือยสำหรับสายไฟเหนือศีรษะ

ตัวนำเหนือศีรษะรวมถึงสายเคเบิลเสริมที่ด้านบนของสายไฟรองรับตัวนำเพื่อป้องกันตัวนำจากคลื่นบรรยากาศและฟ้าผ่าโดยตรง ทำงานในสภาวะที่ยากลำบากเนื่องจากอยู่กลางแจ้งและสัมผัสกับปรากฏการณ์บรรยากาศต่างๆ ( ลม ฝน น้ำแข็ง , การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ) และสารเคมีเจือปนในอากาศภายนอก

ดังนั้น ควบคู่ไปกับการนำไฟฟ้าที่ดี สายไฟต้องมีความแข็งแรงเชิงกลเพียงพอ และทนทานต่อผลกระทบของปรากฏการณ์ในชั้นบรรยากาศและสารเคมีเจือปนได้ดี นอกจากนี้ การดำเนินการจะต้องเกี่ยวข้องกับต้นทุนที่ต่ำที่สุดในขณะที่รับประกันการจ่ายไฟอย่างต่อเนื่อง

สภาพการทำงานที่แตกต่างกันของสายไฟเหนือศีรษะกำหนดความจำเป็นในการออกแบบตัวนำที่แตกต่างกัน

โครงสร้างหลักคือ:

1) ตัวนำสายเดี่ยวทำจากโลหะชนิดเดียว

2) ตัวนำโลหะเดี่ยวหลายสาย

3) ตัวนำตีเกลียวของโลหะสองชนิด

4) สายกลวง

5) ตัวนำ bimetallic

เนื่องจากความแข็งแรงเชิงกลและความยืดหยุ่นที่มากกว่าเมื่อเทียบกับตัวนำแกนเดี่ยวที่มีหน้าตัดเดียวกัน ตัวนำตีเกลียวจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย

ตัวนำกลวงหรือกลวงใช้สำหรับสายไฟที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 kV ขึ้นไป เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่เมื่อเทียบกับตัวนำแบบมัลติคอร์ จึงสามารถลดหรือแม้แต่หลีกเลี่ยงการสูญเสียโคโรนาได้

สายแข็งทำจากสายเส้นเดียวตามชื่อ

สายโลหะเดี่ยวประกอบด้วยสายบิดหลายเส้น (รูปที่ 1) ตัวนำมีตัวนำกลางหนึ่งตัวซึ่งสร้างชั้น (แถว) ของตัวนำต่อเนื่องกัน แต่ละชั้นที่ตามมามี 6 สายมากกว่าชั้นก่อนหน้า ด้วยลวดเส้นเดียวตรงกลางมี 6 เส้นในการบิดครั้งแรกในครั้งที่สอง - 12 ในที่สาม - 18 ดังนั้นด้วยการบิดเพียงครั้งเดียวลวดจะบิดจาก 7 โดยมีการบิดสองครั้งจาก 19 และใน สามบิด - จาก 37 สาย

การบิดเกลียวที่อยู่ติดกันนั้นทำในทิศทางที่แตกต่างกันซึ่งให้รูปทรงกลมมากขึ้นและช่วยให้คุณได้ลวดที่ทนทานต่อการคลาย

ลวดตีเกลียวของเส้นอื่นใช้ในกรณีพิเศษ

ข้าว. 1. ตัวนำหลายสายทำจากโลหะชนิดเดียว: a-7-wire, b-19-wire

ความต้านทานชั่วคราวของสายตีเกลียวคือประมาณ 90% ของผลรวมของความต้านทานชั่วคราวของสายแต่ละเส้น การลดลงของความต้านทานชั่วคราวของตัวนำโดยทั่วไปเกิดจากการกระจายแรงที่ไม่สม่ำเสมอที่กระทำตามตัวนำระหว่างตัวนำของตัวนำ

ข้อดีของสายดึง

สายตีเกลียวมีข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการเหนือสายเดี่ยว:

1.สายไฟแบบมัลติคอร์มีความยืดหยุ่นมากกว่าสายไฟแบบแกนเดียวที่มีหน้าตัดเดียวกัน ซึ่งรับประกันความปลอดภัยและความง่ายในการติดตั้ง

ภายใต้อิทธิพลของลมตัวนำของเส้นเหนือศีรษะจะแกว่งไปมาและบางครั้งก็สั่นซึ่งทำให้เกิดความเครียดทางกลเพิ่มเติมและความล้าของโลหะ ในกรณีนี้ ตัวนำแบบลวดเดี่ยวจะถูกทำลายเร็วกว่าแบบหลายเส้นมาก

2. ความแข็งแรงสูงสุดของวัสดุสามารถทำได้เฉพาะกับสายไฟที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางค่อนข้างเล็ก ตัวนำสายเดี่ยวที่มีหน้าตัด 25, 35 ตร.มม. ขึ้นไปจะลดความต้านทานสุดท้าย

ในตัวนำตีเกลียว ความแข็งแรงของเส้นลวดที่เกิดจากข้อบกพร่องในการผลิตไม่สามารถลดลงได้มากเท่ากับตัวนำตีเกลียวเดี่ยว

ข้อดีที่ระบุไว้ของสายไฟแบบมัลติคอร์นำไปสู่ข้อเท็จจริงที่ว่าสายไฟที่มีหน้าตัดขนาดเล็กเท่านั้นที่ทำด้วยสายไฟแบบแกนเดียว ในการสร้างเครือข่ายทางอากาศ ในกรณีส่วนใหญ่จะใช้สายแบบมัลติคอร์ ตัวนำอะลูมิเนียมโอเวอร์เฮดไลน์ทำด้วยตัวนำตีเกลียวเสมอ ตัวนำสายเดี่ยวของโลหะนี้ไม่มีความแข็งแรงทางกลที่จำเป็นและไม่รับประกันความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟให้กับผู้บริโภค

ตัวนำเหล็กอลูมิเนียมของสายไฟเหนือศีรษะ

ความปรารถนาที่จะเพิ่มความแข็งแรงทางกลของสายอะลูมิเนียมทำให้เกิดการผลิตสายอะลูมิเนียมที่มีแกนเหล็ก ซึ่งเรียกว่าเหล็กกล้า-อะลูมิเนียม

สายเหล็กอลูมิเนียมปรากฏขึ้นในทางปฏิบัติของการส่งกำลังเนื่องจากความปรารถนาที่จะสร้างลวดที่มีความแข็งแรงเชิงกลสูงและมีค่าการนำไฟฟ้าเพียงพอข้อดีของตัวนำเหล็ก-อะลูมิเนียมเมื่อเปรียบเทียบกับตัวนำทองแดงที่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่เทียบเท่ากันคือน้ำหนักที่ต่ำกว่าอย่างมากและเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของเส้นลวดที่ใหญ่กว่าอย่างมาก เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางที่เพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่โคโรนาของตัวนำปรากฏขึ้น ผลที่ได้คือการสูญเสียโคโรนาลดลง

แกนของลวดทำจากลวดเหล็กชุบสังกะสีบิดเกลียวหนึ่งเส้นหรือมากกว่าที่มีความต้านทานชั่วคราวประมาณ 120 กก. / ตร.ม. ตัวนำอะลูมิเนียมที่หุ้มแกนด้วยหนึ่ง สอง หรือสามชั้นเป็นส่วนที่รับกระแสไฟฟ้าของตัวนำ

ในการคำนวณทางไฟฟ้าของลวดเหล็กกล้า-อะลูมิเนียม จะไม่คำนึงถึงค่าการนำไฟฟ้าของชิ้นส่วนเหล็กของลวด เนื่องจากมีค่าค่อนข้างเล็กเมื่อเทียบกับค่าการนำไฟฟ้าของชิ้นส่วนอะลูมิเนียมของลวด

ความเค้นเชิงกล (ความเค้นของเส้นลวด) เกิดขึ้นกับเหล็กและอะลูมิเนียม ในตัวนำเหล็ก-อะลูมิเนียมที่มีอัตราส่วนหน้าตัดอะลูมิเนียมต่อหน้าตัดเหล็กประมาณ 5-6 ตัวนำอะลูมิเนียมรับภาระ 50-60% ของความเค้นทั้งหมดบนตัวนำ ส่วนที่เหลือเป็นแกนเหล็ก

สายเหล็กอลูมิเนียมส่วนใหญ่จะใช้ในการสร้างเครือข่ายระดับภูมิภาคตั้งแต่ 35 ถึง 330 ตารางเมตร ม.

ความต้านทานของตัวนำเหล็ก-อะลูมิเนียมต่อสารเคมีในอากาศจะเท่ากันกับอะลูมิเนียมและเหล็กแยกกัน เป็นไปไม่ได้ที่จะวางตัวนำเหล็กอลูมิเนียมใกล้ทะเล: มีการทำลายตัวนำอลูมิเนียมที่อยู่ติดกับแกนเหล็กอย่างรวดเร็วภายใต้การกระทำของการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้า

หากจำเป็นต้องรวมความต้านทานเชิงแอ็กทีฟต่ำของลวดเข้ากับความแข็งแรงเชิงกลที่สูงมาก ให้ใช้ลวดเหล็กทองแดงและเหล็กอะลูมิเนียม

ตัวนำเหล็ก-อะลูมิเนียมที่พบมากที่สุดของแบรนด์ AC โดยมีอัตราส่วนระหว่างอะลูมิเนียมต่อหน้าตัดเหล็กประมาณ 5.5-6

สายไฟ Aldry มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่าอะลูมิเนียมเล็กน้อย แต่มีความแข็งแรงเชิงกลสูงกว่าเกือบ 2 เท่า Aldry เป็นโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีแมกนีเซียมและซิลิกอนไดออกไซด์ในปริมาณเล็กน้อย น้ำหนักที่เฉพาะเจาะจงต่ำของต้นไม้ชนิดหนึ่งและความแข็งแรงเชิงกลสูงช่วยให้สามารถเดินทางได้ไกล

สายกลวง

โครงสร้างลวดกลวงแสดงในรูปที่ 2. ในตอนแรก (รูปที่ 2, a) ลวดทองแดงแบบกลมจะถูกซ้อนทับบนแกนเกลียว ขึ้นอยู่กับส่วนตัดขวางของเส้นลวด 1-3 เส้นถูกสร้างขึ้น ลวดกลวงอีกประเภทหนึ่ง (รูปที่ 2.6) ทำจากลวดรูปทรงที่เชื่อมต่อกับล็อคพิเศษ ลวดกลวง ประเภทนี้มีเหตุผลมากกว่า

สายไฟฟ้าแรงดัน 220 kv ขึ้นไป เมื่อทำด้วยตัวนำเหล็ก-อะลูมิเนียม ต้องใช้ต้นทุนการก่อสร้างและการดำเนินงานน้อยกว่าสายที่มีตัวนำทองแดงกลวง

ข้าว. 2. สายกลวง: a - ด้วยแกนสกรูของสายกลม, b - สายรูปทรงพร้อมตัวล็อค

สาย Bimetallic

ความปรารถนาที่จะรวมค่าการนำไฟฟ้าสูงของทองแดงเข้ากับความแข็งแรงเชิงกลสูงของเหล็ก นำไปสู่การสร้างตัวนำแบบสองโลหะ ลวดเหล็กหุ้มด้วยชั้นทองแดงและเชื่อมโลหะเข้าด้วยกัน อัตราส่วนภาคตัดขวางของทองแดงและเหล็กกล้าอาจแตกต่างกันอย่างมาก ซึ่งทำให้ได้ลวดที่มีลักษณะใกล้เคียงกับลวดทองแดงหรือเหล็ก

ยี่ห้อของสายเปลือยสมัยใหม่และการออกแบบ:

• A - ลวดบิดจากสายอลูมิเนียม

• AKP — ลวดคลาส A แต่ช่องว่างระหว่างลวดของลวดทั้งหมดยกเว้นพื้นผิวด้านนอกนั้นเต็มไปด้วยจาระบีที่เป็นกลางพร้อมความต้านทานความร้อนที่เพิ่มขึ้น

• AC — ลวดที่ประกอบด้วยแกนเหล็กและลวดอะลูมิเนียม

• ASKS — ลวดยี่ห้อ AC แต่ช่องว่างระหว่างลวดของแกนเหล็กรวมถึงพื้นผิวด้านนอกนั้นเต็มไปด้วยจาระบีที่เป็นกลางพร้อมการต้านทานความร้อนที่เพิ่มขึ้น

• ASKP — ลวดยี่ห้อ AC แต่ช่องว่างระหว่างลวดของลวดทั้งหมดยกเว้นพื้นผิวด้านนอกนั้นเต็มไปด้วยจาระบีที่เป็นกลางพร้อมการทนความร้อนที่เพิ่มขึ้น

• ASK — ตัวนำยี่ห้อ AC แต่แกนเหล็กหุ้มฉนวนด้วยฟิล์มโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตสองแถบ แกนเหล็กหลายเส้นภายใต้แผ่นโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตต้องเคลือบด้วยจาระบีที่เป็นกลางซึ่งมีความทนทานต่อความร้อนเพิ่มขึ้น

• AN-wire บิดจากตัวนำอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ไม่ผ่านความร้อนของแบรนด์ ABE

• АЖ - ลวดบิดจากตัวนำโลหะผสมอลูมิเนียมที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนของแบรนด์ ABE