Wydawać by się mogło, że linia energetyczna to prosta konstrukcja: po prostu przewody wiszą na słupach. Nic bardziej mylnego! Przesył energii elektrycznej wiąże się z szeregiem problemów do rozwiązania.
Parametry elektryczne ważne dla linii przesyłowych
Elektroenergetyczne linie przesyłowe składają się z:
-
przewodów fazowych – to najważniejszy element, który przewodzi elektryczność;
-
słupów lub, ogólniej, konstrukcji wsporczych;
-
izolatorów – elementów oddzielających przewody od wsporników;
-
przewodów odgromowych, które pełnią funkcję piorunochronów.
Podstawowym parametrem linii jest obciążalność prądowa, która związana jest z napięciem w sieci i materiałem przewodów (zazwyczaj jest to aluminium lub jego stop). Przewody muszą być odizolowane, dlatego bardzo ważna jest też izolacyjność. Normy wyróżniają tu dwa odstępy izolacyjne: powietrzny i po izolacji. Pierwszy jest w linii prostej od przewodnika do innych obiektów (powierzchnia ziemi, drogi, zabudowania, inne przewody elektryczne), drugi zaś mierzy się ściśle po powierzchni izolatora.
Różne zagadnienia konstrukcji linii energetycznej: masa, temperatura, naciągi
Słupy elektryczne muszą spełniać szereg wymogów, które nie są bezpośrednio związane z przepływem prądu. Ważne jest pojęcie zwisu, czyli jak bardzo przewód zwisa w dół w połowie odległości między słupami. Dla zachowania bezpiecznej wysokości nad ziemią zwis musi być przewidziany na etapie projektowania. To nie takie proste, gdyż zmienia się on pod wpływem temperatury i obciążeń np. z powodu szadzi.
Linie energetyczne zazwyczaj przebiegają dokładnie w linii prostej. W nich stosuje się słupy elektryczne przelotowe, które tylko podtrzymują przewody, ale nie przejmują ich naciągu. Oczywiście oznacza to, że izolatory – na których typowo wiszą przewody – muszą mieć odpowiednią wytrzymałość mechaniczną. Tam, gdzie zdarzają się zakręty linii, ciężar przewodów może naciągać punkty mocowania. Dlatego konstruuje się wytrzymalsze słupy odporowe o ściśle ustalonych dopuszczalnych obciążeniach.
Ważnym parametrem jest temperatura przewodu w różnych warunkach: przy obciążeniu normalnym, przy obciążeniu zwiększonym (tylko czasowo) oraz podczas awaryjnego zwarcia. Przepływ prądu powoduje nagrzewanie, które nie może przekroczyć wartości dopuszczalnych nawet podczas upału. Przewidywanie temperatury podczas zwarcia pozwala zminimalizować zniszczenia w razie awarii. Stanowi to o bezpieczeństwie pożarowym.
Przesył energii elektrycznej polega bynajmniej nie tylko na podwieszeniu kabli. Wartości napięć elektrycznych są zazwyczaj liczone w kilowoltach, co stanowi poważne niebezpieczeństwo. Aby ujarzmić tę moc w służbie przemysłu i gospodarstw, linie energetyczne spełniają szereg skomplikowanych wymogów.
