Strutture a filo nudo per linee elettriche aeree

I conduttori di linea aerea, così come i cavi rinforzati nella parte superiore dei supporti della linea elettrica per proteggere i conduttori dalle onde atmosferiche e dai fulmini diretti, lavorano in condizioni difficili, in quanto sono all'aperto ed esposti a vari fenomeni atmosferici (vento, pioggia, ghiaccio , variazioni di temperatura) e impurità chimiche nell'aria esterna.

Pertanto, oltre a una buona conducibilità elettrica, i fili devono avere una resistenza meccanica sufficiente e resistere bene agli effetti dei fenomeni atmosferici e delle impurità chimiche. Inoltre, il loro funzionamento deve essere associato ai costi più bassi pur garantendo un'alimentazione elettrica ininterrotta.

Le diverse condizioni operative delle linee elettriche aeree determinano la necessità di diversi design dei conduttori.

Le principali costruzioni sono:

1) conduttori a filo singolo costituiti da un metallo,

2) conduttore metallico singolo multifilo,

3) conduttori a trefoli di due metalli,

4) fili cavi,

5) conduttori bimetallici.

A causa della maggiore resistenza meccanica e flessibilità rispetto ai conduttori unipolari della stessa sezione trasversale, i conduttori a trefoli hanno acquisito un uso diffuso.

I conduttori cavi o cavi vengono utilizzati per le linee elettriche con una tensione di 220 kV e oltre, perché a causa dei loro grandi diametri rispetto ai conduttori multipolari, possono ridurre o addirittura evitare le perdite corona.

I fili pieni, come suggerisce il nome, sono costituiti da un unico filo.

I singoli fili metallici sono costituiti da diversi fili intrecciati (Fig. 1). I conduttori hanno un conduttore centrale attorno al quale sono realizzati strati successivi (file) di conduttori. Ogni strato successivo ha 6 fili in più rispetto al precedente. Con un filo al centro, ci sono 6 fili nella prima torsione, nella seconda - 12, nella terza - 18. Pertanto, con una torsione, il filo viene attorcigliato da 7, con due torsioni - da 19 e in tre colpi di scena - da 37 fili.

La torsione dei fili adiacenti viene eseguita in direzioni diverse, il che fornisce una forma più rotonda e consente di ottenere un filo più resistente allo svolgimento.

I fili intrecciati di altri trefoli vengono utilizzati in casi speciali.

Riso. 1. Conduttori a più fili costituiti da un metallo: a-7 fili, b-19 fili.

La resistenza temporanea dei fili a trefoli è circa il 90% della somma delle resistenze temporanee dei singoli fili. La riduzione della resistenza temporanea del conduttore è generalmente dovuta alla distribuzione non uniforme della forza agente lungo il conduttore tra i conduttori del conduttore.

Vantaggi dei fili tesi

I fili intrecciati presentano una serie di vantaggi significativi rispetto ai fili a filo singolo:

1.I cavi multipolari sono più flessibili dei cavi unipolari della stessa sezione trasversale, il che garantisce loro maggiore sicurezza e facilità di installazione.

Sotto l'influenza del vento, i conduttori delle linee aeree oscillano costantemente e talvolta vibrano, il che provoca ulteriori sollecitazioni meccaniche e affaticamento del metallo, in questo caso i conduttori a filo singolo vengono distrutti molto più velocemente di quelli a più fili.

2. L'elevata resistenza massima del materiale può essere raggiunta solo per fili con diametri relativamente piccoli. Conduttori a filo singolo con sezioni di 25, 35 mm2 e oltre ridurrebbero la resistenza finale.

Nei conduttori a trefolo, non può esserci un indebolimento della resistenza del filo così grande causato da difetti di fabbricazione come nei conduttori a singolo trefolo.

I vantaggi dichiarati dei fili multipolari hanno portato al fatto che solo i fili con sezioni trasversali ridotte sono stati realizzati con fili unipolari. Nella costruzione di reti aeree, nella maggior parte dei casi vengono utilizzati cavi multipolari. I conduttori delle linee aeree in alluminio sono sempre realizzati con conduttori a trefoli. I conduttori a filo singolo di questo metallo non hanno la resistenza meccanica necessaria e non garantiscono l'affidabilità dell'alimentazione ai consumatori.

Conduttori in acciaio-alluminio di linee elettriche aeree

La volontà di aumentare la resistenza meccanica dei fili di alluminio ha portato alla produzione di fili di alluminio con anima in acciaio, i cosiddetti acciaio-alluminio.

I fili di acciaio-alluminio sono apparsi nella pratica della trasmissione di potenza grazie al desiderio di creare un filo con elevata resistenza meccanica e sufficiente conduttività elettrica.I vantaggi dei conduttori in acciaio-alluminio rispetto agli equivalenti conduttori in rame conduttivo sono un peso notevolmente inferiore e un diametro esterno del filo notevolmente maggiore. A causa dell'aumento del diametro, la tensione alla quale appare la corona del conduttore, il risultato è una riduzione delle perdite della corona.

L'anima del filo è costituita da uno o più fili di acciaio zincato ritorti con una resistenza temporanea di circa 120 kg/mm2. I conduttori in alluminio che ricoprono il nucleo con uno, due o tre strati sono la parte che trasporta corrente del conduttore.

Nei calcoli elettrici dei fili acciaio-alluminio, la conducibilità elettrica della parte in acciaio del filo non viene presa in considerazione, poiché è relativamente piccola rispetto alla conduttività della parte in alluminio del filo.

La sollecitazione meccanica (sollecitazione del filo) è subita dall'acciaio e dall'alluminio. Nei conduttori in acciaio-alluminio con un rapporto tra sezione in alluminio e sezione in acciaio di circa 5-6, i conduttori in alluminio assorbono il 50-60% della sollecitazione totale sul conduttore, il resto è l'anima in acciaio.

I fili di acciaio-alluminio sono utilizzati principalmente nella costruzione di reti regionali da 35 a 330 metri quadrati.

La resistenza dei conduttori in acciaio-alluminio ai reagenti chimici nell'aria è la stessa di quella dell'alluminio e dell'acciaio separatamente. È impossibile posare conduttori in acciaio-alluminio vicino ai mari: vi è una rapida distruzione dei conduttori in alluminio adiacenti all'anima in acciaio sotto l'azione della corrosione elettrolitica.

Se è necessario combinare una bassa resistenza attiva di un filo con una resistenza meccanica molto elevata, vengono utilizzati fili in acciaio-bronzo e acciaio-alluminio.

I conduttori in acciaio-alluminio più comuni del marchio AC, con un rapporto tra sezioni trasversali in alluminio e acciaio di circa 5,5-6.

I fili Aldry hanno una conduttività elettrica leggermente inferiore rispetto all'alluminio, ma una resistenza meccanica quasi 2 volte superiore. Aldry è una lega di alluminio con piccole quantità di magnesio e biossido di silicio. Il basso peso specifico dell'ontano e la sua elevata resistenza meccanica consentono lunghe percorrenze.

Fili cavi

Le strutture a filo cavo sono mostrate in Fig. 2. Nel primo di essi (Fig. 2, a), i fili di rame tondi sono sovrapposti al nucleo a spirale. A seconda della sezione trasversale del filo, vengono realizzate 1-3 risorse di filo. Un altro tipo di filo cavo (Fig. 2.6) è costituito da fili sagomati collegati con un'apposita serratura, questo tipo di filo cavo è più razionale.

Le linee di tensione 220 kv e oltre, se realizzate con conduttori in acciaio-alluminio, richiedono minori costi di realizzazione e di esercizio rispetto alle linee con conduttori cavi in ​​rame.

Riso. 2. Fili cavi: a - con un'anima a vite di fili tondi, b - di fili sagomati con un lucchetto.

Fili bimetallici

La volontà di unire l'elevata conducibilità del rame all'elevata resistenza meccanica dell'acciaio ha portato alla realizzazione di conduttori bimetallici. Il filo di acciaio è ricoperto da uno strato di rame, i metalli sono uniti mediante saldatura. Il rapporto tra la sezione trasversale di rame e acciaio può variare notevolmente, il che consente di ottenere fili con caratteristiche vicine a quelle dei fili di rame o acciaio.

Marchi di fili scoperti moderni e il loro design:

• A - filo ritorto da fili di alluminio,

• AKP - filo di classe A, ma lo spazio interwire dell'intero filo, ad eccezione della superficie esterna, è riempito con grasso neutro con maggiore resistenza al calore,

• AC - filo costituito da un'anima in acciaio e fili di alluminio,

• CHIEDE - Filo di marca AC, ma lo spazio tra i fili dell'anima in acciaio, compresa la sua superficie esterna, è riempito di grasso neutro con maggiore resistenza al calore,

• ASKP - filo di marca AC, ma lo spazio interwire dell'intero filo, ad eccezione della superficie esterna, è riempito con grasso neutro con maggiore resistenza al calore,

• ASK - Conduttore di marca CA, ma l'anima in acciaio è isolata con due strisce di pellicola di polietilene tereftalato. L'anima in acciaio multifilo sotto le lastre di polietilene tereftalato deve essere rivestita con un grasso neutro con maggiore resistenza al calore,

• Filo AN twistato da conduttori in lega di alluminio non trattato termicamente di marca ABE,

• АЖ - filo intrecciato da conduttori in lega di alluminio trattato termicamente del marchio ABE.