Linie energetyczne. Przewody w napowietrznych liniach energetycznych

2018-07-10 11:11 mgr inż. Krzysztof Ściobłowski
Linia energetyczna
Autor: Thinkstockphotos Sieci przesyłowe o napięciu 220 i 400 kV w praktyce realizowane są wyłącznie jako linie energetyczne napowietrzne

Linie energetyczne buduje się z przewodów fazowych (rozwieszonych na słupach przy zastosowaniu łańcuchów izolatorowych), za pomocą których realizowany jest przesył energii. Jakie przewody stosuje się w liniach energetycznych, jake są kryteria ich doboru?

W artykule:

Linie energetyczne - przewody

Energia elektryczna wytwarzana w elektrowniach (węglowych, gazowych, atomowych, wiatrowych wodnych itp.) w celu dotarcia do odbiorców musi być przesyłana poprzez Krajowy System Elektroenergetyczny, na który składają się linie energetyczne: 220 i 400 kV, a także sieć dystrybucyjna 110 kV oraz średniego i niskiego napięcia.
Na terenach gęsto zabudowanych sieć dystrybucyjna wykonana jest jako kablowa (podziemna), natomiast na terenach wiejskich i obszarach rolnych jako napowietrzna. Sieci przesyłowe o napięciu 220 i 400 kV w praktyce realizowane są wyłącznie jako linie napowietrzne. Buduje się je z elektroenergetycznych przewodów fazowych (rozwieszonych na słupach przy zastosowaniu łańcuchów izolatorowych), za pomocą których realizowany jest przesył energii.

Linie energetyczne - wymagania odnośnie przewodów

Wymagania stawiane przewodom w liniach energetycznych napowietrznych zależą od wielu czynników, m.in. rodzaju linii, wartości napięcia i przesyłanej mocy czy warunków terenowych i środowiskowych. Można je podzielić na dwie grupy:

  • wymagania elektryczne – przewody powinny charakteryzować się możliwie najmniejszą rezystancją. W sieciach przesyłowych wynika to z konieczności minimalizowania spadków napięć oraz strat. W liniach niskiego napięcia zapewnienie odpowiednio małej rezystancji przewodów jest korzystne ze względu na konieczność zachowania skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. W przypadku wystąpienia zwarcia niska wartość rezystancji w pętli zwarciowej powoduje pojawienie się dużego prądu zwarciowego, a tym samym odpowiednio szybkie uruchomienie zabezpieczeń, np. bezpieczników topikowych;
  • wymagania mechaniczne – w napowietrznych liniach elektroenergetycznych przewody fazowe rozwieszane są pomiędzy słupami przy zachowaniu określonego naciągu. Właściwości mechaniczne przewodów wpływają na ich zachowanie w przęśle, z tego względu powinny charakteryzować się odpowiednimi parametrami. Do najważniejszych z nich należy zaliczyć: współczynnik wydłużenia cieplnego, moduł elastyczności, znamionową wytrzymałość na rozciąganie (RTS), ciężar i średnicę.

Zachowanie się przewodów w różnych warunkach można opisać matematycznie poprzez tzw. równanie stanu. Obliczenia pozwalają uzyskać wartość zwisu przewodu w zadanym przęśle, dla określonej temperatury i naprężenia przewodu, który również jest jednym z kluczowych czynników, jakie należy wziąć pod uwagę na etapie projektowania linii w celu zapewnienia wymaganych przez normy odległości przewodów od ziemi i obiektów krzyżowanych.

Linie energetyczne - budowa przewodów

Przewody w liniach energetycznych napowietrznych zbudowane są z warstwy przewodzącej prąd elektryczny, wykonanej z drutów aluminiowych lub aluminiowych stopowych, oraz z rdzenia, który stanowi najczęściej drut stalowy, zapewniający odpowiednią wytrzymałość mechaniczną całego przewodu. W typowych rozwiązaniach druty aluminiowe mają najczęściej okrągły przekrój. W celu zwiększenia czynnego przekroju aluminium, bez zmiany średnicy przewodu, druty aluminiowe wykonuje się jako profilowe, trapezoidalne, dzięki czemu uzyskuje się większy współczynnik wypełnienia przewodu.

Linie energetyczne - rodzaje przewodów

Przewody tradycyjne o liniowych charakterystykach mechanicznych:

  • Przewody ACSR (z ang. Aluminium Conductor Steel Reinforced) – w Polsce znane jako przewody typu AFL, aluminiowe z rdzeniem stalowym, powszechnie wykorzystywane we wszystkich typach linii napowietrznych. Rdzeń wykonany jest z drutów stalowych ocynkowanych, dodatkowo pokrytych smarem, lub stalowych aluminiowanych, natomiast warstwa przewodząca – z aluminium gatunku AL1. Dzięki odpowiedniemu stosunkowi przekroju aluminium do stali uzyskuje się wymagane właściwości elektryczne i mechaniczne przewodów. Dopuszczalna długotrwała temperatura pracy przewodu wynosi 80°C;
Przewód ACSR
Autor: K. Ściobłowski Napowietrzne linie energetyczne - przewód ACSR
  • Przewody ACAR (z ang. Aluminium Conductor Aluminium Alloy Reinforced) – aluminiowe z rdzeniem aluminiowym stopowym, które różnią się od przewodów typu ACSR tym, że druty stalowe zastąpiono aluminiowymi stopowymi gatunku AL4 lub AL5. Dzięki temu uzyskano wyższą obciążalność prądową. Dopuszczalna długotrwała temperatura pracy wynosi 80°C;
  • Przewody AAAC (z ang. All Aluminium Alloy Conductor) – aluminiowe stopowe jednorodne, wykonane w całości ze stopów aluminium gatunku od AL2 do AL8. Tego typu budowa zapewnia wytrzymałość charakteryzującą przewody ACSR, ale ze względu na zastosowanie wyłącznie drutów aluminiowych, mają od nich znacznie większą obciążalność prądową oraz mniejszą masę. Dopuszczalna długotrwała temperatura pracy wynosi 80°C, a w niektórych rodzajach 110°C. Dzięki swoim zaletom przewody AAAC są na całym świecie powszechnie wykorzystywane w liniach napowietrznych niezależnie od poziomu napięcia;
Przewód elekroenergetyczny AAAC
Autor: K. Ściobłowski Napowietrzne linie energetyczne - przewód AAAC
  • Przewody AAL (z ang. All Aluminium Conductor) – aluminiowe jednorodne, wykonane w całości z aluminium gatunku AL1. Przewody te charakteryzują się stosunkowo niewielką wytr zymałością mechaniczną i w związku z tym można je zawieszać z małym naciągiem w krótkich przęsłach. Dlatego też wykorzystywane są wyłącznie w liniach niskiego napięcia. Obecnie tego typu linie wykonuje się tylko jako izolowane z przewodami aluminiowymi samonośnymi mtypu AsXSn w izolacji z polietylenu usieciowanego, odpor nego na rozprzestrzenianie płomienia.
  • Przewody typu HTLS (z ang. High Temperature Low Sag). Przystosowane są do pracy w podwyższonych temperaturach i charakteryzują się małymi zwisami. Dopuszczalna temperatura pracy tradycyjnych pr zewodów fazowych nie przekracza zwykle 80°C i jest to jeden z podstawowych parametrów określających dozwolone obciążenie prądowe danej linii napowietrznej (maks. wartość prądu, jaki może płynąć przez dany przewód, oblicza się na podstawie bilansu cieplnego przy uwzględnieniu warunków otoczenia, tj. temperatury powietrza, nasłonecznienia, kierunku i prędkości wiatru oraz stanu powierzchni przewodów). Jeżeli zachodzi konieczność zwiększenia obciążalności prądowej istniejącej linii, wówczas można wymienić przewód na taki, który sprawdzi się w wyższych temperaturach, czyli na HTLS. Dodatkowo niektóre rodzaje wyposażone są w specjalny rdzeń, wykonany np. z włókien węglowych i szklanych (ACCC), kompozytu złożonego z włókien z tlenku aluminium na osnowie aluminiowej (ACCR) lub włókien węglowych (ACFR).

Przewody typu HTLS cechują się nieliniową charakterystyką zwisu w zależności od temperatury. Oznacza to, że po przekroczeniu określonej jej wartości (tzw. punktu kolanowego), przyrost zwisu jest mniejszy niż w niższych temperaturach, co jest istotne przy modernizacji linii elektroenergetycznych. Wynika to z faktu, że wyższa temperatura pracy pr zewodów wpływa na zwiększenie wartości ich zwisów, a co za tym idzie – zmniejszenie odległości pomiędzy przewodami a obiektami krzyżowanymi lub ziemią. Dzięki temu zastosowanie przewodów typu HTLS umożliwia poprawienie obciążalności prądowej istniejącej linii, bez konieczności znacznych podwyższeń słupów modernizowanej linii elektroenergetycznej. Należy zaznaczyć, że wykorzystywanie przewodów o podwyższonej temperaturze pracy jest uzasadnione wyłącznie w istniejących liniach, w których wymaga się znaczącego zwiększenia ich zdolności przesyłowych, a konstrukcje słupów są w dobrym stanie technicznym. Ciągła praca linii przy znacznym obciążeniu prądowym, a tym samym przy wysokiej temperaturze przewodów, skutkuje bardzo dużymi stratami przesyłowymi, co jest nieekonomiczne. W przypadku takich linii zalecana jest ich gruntowna modernizacja, polegająca na zastosowaniu przewodów o większych przekrojach.

Do grupy przewodów typu HTLS należy zaliczyć:

  • TACSR (z ang. Thermal Resistant Aluminium Conductor Steel Reinforced) – wykonane z aluminium odpornego termicznie, z rdzeniem stalowym. Zastosowanie drutów aluminiowych typu AT2, AT3 lub AT4 umożliwia zwiększenie długotr wałej temperatury pracy przewodów odpowiednio do 150°C (AT2), 210°C (AT3) i 230°C (AT4). Ze względu na to, że powłoka cynkowa na drutach stalowych może się r ozgrzewać do 180°C, w przewodach z drutami aluminiowymi typu AT3 i AT4 stosuje się druty stalowe aluminiowane;
  • TACIR (z ang. Thermal Resistant Aluminium Conductor Inwar Reinforced) – wykonane z aluminium odpornego termicznie, z rdzeniem z inwaru (stop żelaza z niklem). Przewody o takiej mkonstrukcji charakteryzują się mniejszym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej oraz niższą temperaturą punktu kolanowego w porównaniu do TACSR;.
  • GTACSR (z ang. Gap-type Thermal Resistant Aluminium Conductor Steel Reinforced) – wykonane z aluminium odpornego termicznie, z rdzeniem stalowym. Pomiędzy tym ostatnim a warstwą aluminium pozostawiona jest szczelina wypełniona specjalnym smarem. Montaż GTACSR polega na odpowiednim uchwyceniu rdzenia, który przenosi całkowity naciąg przewodu, a następnie zaprasowaniu części aluminiowej. Specjalna konstrukcja przewodu w połączeniu z odpowiednią technologią montażu skutkuje występowaniem tzw. punku kolanowego już w temperaturze montażu (a nie przy wyższych temperaturach pracy), co znacznie zmniejsza przyrost zwisu powstającego ze wzrostu temperatury pracy przewodu;
 Przewód elektroenergetyczny GAP GTACSR
Autor: K. Ściobłowski Napowietrzne linie energetyczne - przewód GAP GTACSR
  • Przewody ACSS (z ang. Aluminium Conductor Steel Supported) – aluminiowe z rdzeniem stalowym. Mają taką samą budowę, jak przewody ACSR z tą różnicą, że druty aluminiowe typu AL1 zastąpiono drutami z wyżarzonego aluminium, które może pracować do 240°C bez utraty swoich właściwości. Dzięki temu cały naciąg przenoszony jest przez rdzeń niezależnie od temperatury pracy przewodu;
  • Przewody ACCC (z ang. Aluminium Conductor Composite Core) – wykonane z aluminium, z rdzeniem kompozytowym. W przewodach tych stosuje się druty profilowe z wyżarzonego aluminium (podobnie jak w ACSS). Najważniejszy element ACCC stanowi rdzeń kompozytowy z włókien węglowych otoczonych war stwą włókien szklanych, który jest lżejszy i bardziej wytrzymały niż stalowy, co ogranicza wartości zwisu przewodu. Ponadto charakteryzuje się bardzo małym współczynnikiem wydłużenia cieplnego, dzięki czemu korzystnie wpływa na zmniejszenie przyrostu zwisu przewodu w zależności od temperatury.
    Zastosowanie drutów aluminiowych profilowych (TW) pozwoliło zwiększyć przekrój czynnego aluminium przy zachowaniu tej samej średnicy przewodu, co z kolei zapewniło zmniejszenie rezystancji jednostkowej, a tym samym strat przesyłowych. Przewody ACCC są wrażliwe na ewentualne błędy instalacyjne, w związku z tym należy przestrzegać rygorystycznych wymogów określonych w instrukcjach montażu;
Przewód elekroenergetyczny ACCC
Autor: K. Ściobłowski Napowietrzne linie energetyczne - przewód ACCC
  • Przewody ACFR (z ang. Aluminium Conductor Fiber Reinforced) – aluminiowe (druty AT1), z rdzeniem z włókien węglowych. Przewody te charakteryzują się niewielką masą, wysoką wytrzymałością mechaniczną, niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej oraz wyraźnym punktem kolanowym na charakterystyce zwisu;
  • Przewody ACCR (z ang. Aluminium Conductor Composite Reinforced) – aluminiowe, z rdzeniem kompozytowym z włókien z tlenku aluminium Al2O3 w osnowie aluminiowej. Rdzeń (w odróżnieniu od przewodów ACCC i ACFR) wykonany jest z nieskręconych drutów, zabezpieczonych specjalną folią aluminiową przed rozpleceniem. Warstwę zewnętrzną stanowią druty aluminiowe ze stopu aluminium typu AT3. Przewody te charakteryzują się niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, niewielką masą, małą rezystancją i przyrostem zwisu powyżej temperatury odpowiadającej punktowi kolanowemu.

Linie energetyczne - zastosowanie przewodów

Na wybór przewodu, jaki ma być zastosowany w danej linii elektroenergetycznej, ma wpływ wiele czynników. Do najważniejszych z nich należy zaliczyć: napięcie linii, wymagane obciążenie prądowe oraz warunki klimatyczne (tzw. strefy obciążenia wiatrem i lodem).

Linie energetyczne - dobór przewodu pod względem napięcia

W liniach energetycznych niskiego napięcia stosuje się gołe przewody aluminiowe typu AL (starsze rozwiązania) lub aluminiowe izolowane AsXSn (w nowych lub w modernizowanych liniach). Przewody izolowane mają dwie bardzo istotne cechy: w przypadku zerwania i opadnięcia na ziemię warstwa zabezpieczeniowa chroni ludzi i zwierzęta przed porażeniem prądem elektrycznym. Ponadto mniej obciążają słupy podczas występowania wiatru lub warunków sadziowych w stosunku do rozwiązań typu AL, co pozwala w modernizowanych liniach zwiększyć przekrój przewodów bez konieczności wymiany słupów. W sieciach średniego napięcia najczęściej stosuje się gołe przewody stalowo-aluminiowe lub (coraz częściej) aluminiowe stopowe niepełnoizolowane, tj. w powłoce z polietylenu usieciowanego. Wykorzystywanie przewodów niepełnoizolowanych ogranicza występowanie w liniach zwarć jednofazowych, spowodowanych stykaniem lub opadaniem gałęzi drzew na przewód.

W liniach wysokich napięć, tj. na poziomie 110 kV i wyższych, stosuje się przewody gołe różnych typów, najczęściej ACSR, AAAC lub ACAR. W sieciach o napięciu 400 kV i wyższych przewody fazowe wykonuje się w postaci wiązek dwóch lub więcej przewodów. Rozwiązanie to ma na celu zmniejszenie natężenia pola elektrycznego na przewodach, a tym samym obniżenie hałasu spowodowanego ulotem elektrycznym, słyszanym jako charakterystyczne trzaski lub szum. Im wyższe napięcie linii, tym bardziej wymagane jest zastosowanie większej liczby przewodów w wiązce, obecnie w Polsce w liniach 400 kV używa się trzech przewodów (w starszych rozwiązaniach – dwóch).

Linie energetyczne - dobór przewodu pod względem obciążenia prądowego

Dobierając przekrój przewodu w liniach niskiego napięcia, należy wykonać obliczenia elektryczne polegające na wyznaczeniu spadków napięć oraz skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. Ponadto dobór trzeba zweryfikować pod względem obciążalności termicznej długotrwałej, aby upewnić się, że przepływ mprądu nie spowoduje przekroczenia dopuszczalnej temperatury przewodu.
W liniach średnich napięć przekrój przewodu zależy przede wszystkim od dopuszczalnych spadków napięć (najczęściej w stanach awaryjnych) i wytrzymałości zwarciowej. W sieciach wysokich i najwyższych napięć podstawowym kryterium doboru jest maksymalna możliwa temperatura pracy przewodu i wynikająca z niej obciążalność prądowa. Dobierając pr zekrój przewodu, należy wziąć również pod uwagę charakter obciążenia linii, tj. na podstawie histogramu określić czas trwania najwyższego obciążenia. Ma to istotny wpływ na straty przesyłowe w linii i wynikające z nich koszty. W przypadku linii, w której duże obciążenie prądowe występuje przez długi czas, uzasadnione jest zastosowanie rozwiązań o większym przekroju niż wynikałoby to z obciążalności termicznej. Dzięki temu wyższe koszty inwestycyjne zostaną zniwelowane poprzez mniejsze straty energii, a ponadto wpłynie to korzystnie na efektywność energetyczną przesyłu i redukcję emisji gazów cieplarnianych.

Linie energetyczne - dobór przewodu do warunków atmosferycznych

W napowietrznych liniach elektroenergetycznych zlokalizowanych na terenach, gdzie występują większe obciążenia pr zewodów od lodu, należy stosować rozwiązania o wyższej wyt zymałości mechanicznej, np. z rdzeniem wykonanym ze stali UHST lub przewody o większym udziale stali w całkowitym przekroju. Ma to szczególne znaczenie w rejonach górskich, oznaczonych zgodnie z normą PN-EN 50341-2-22:2016 jako strefy obciążenia oblodzeniem S3. Ponadto w takich miejscach istotną sprawą jest również właściwy dobór konstrukcji słupów, z uwzględnieniem większego obciążenia mechanicznego pochodzącego od bardziej wytrzymałych przewodów. W przypadku linii niskiego i średniego napięcia uzyskuje się to poprzez zastosowanie odpowiednio mocniejszych żerdzi wirowanych typu E lub nawet słupów „zbliźniaczonych” (dwie żerdzie połączone w jeden słup). W przypadku linii 110 i 400 kV wymagane jest indywidualne zapr ojektowanie konstrukcji słupów kratowych dla dobranych przewodów fazowych i odgromowych.

Linie energetyczne - osprzęt do zawieszania przewodów

Przewody w liniach napowietrznych zawiesza się na konstrukcjach słupów mocnych w sposób odciągowy – poprzez zastosowanie odpowiednich uchwytów zaprasowywanych lub klinowych, które muszą wytrzymać pełen naciąg przy jednoczesnym pojawieniu się oblodzenia przewodu oraz wiatru. Rozwiązania zaprasowywane powstają w taki sposób, aby można było oddzielnie wykonać zaprasowanie rdzenia i zewnętrznej części aluminiowej. Do montażu wykorzystuje się specjalne prasy hydrauliczne wyposażane w zestawy odpowiednio ukształtowanych kamieni dla każdej średnicy przewodu. Uchwyty odciągowe klinowe zbudowane są natomiast z właściwie ukształtowanego korpusu z dwoma klinami, przez który przechodzi przewód. Tego typu rozwiązania charakteryzuje łatwa i szybka instalacja – nie ma konieczności stosowania dodatkowych urządzeń oraz istnieje możliwość demontażu i ponownego zawieszenia pr zewodu, a także jego regulacja na tym samym uchwycie odciągowym.

Zaprasowywanie przewodu GTACSR (GAP) do uchwytu odciągowego
Autor: K. Ściobłowski Zaprasowywanie przewodu GTACSR (GAP) do uchwytu odciągowego

Do zawieszenia przewodów na słupach pr zelotowych wykorzystuje się uchwyty pr zelotowe podtrzymujące przewód lecz nieprzenoszące naciągu na konstr ukcję słupa. Mają postać tzw. „łódki” z nakładką pr zykręcaną śrubami, a całość mocowana jest w sposób wahliwy do cięgna. W niektór ych rozwiązaniach dodatkowo stosuje się oplot ochr onny montowany na pr zewodzie, zabezpieczający zewnętrzną warstwę drutów przed pękaniem na skutek drgań eolskich.

Jeżeli zachodzi konieczność wykonania połączenia dwóch odcin - ków przewodów, można to zrealizować poprzez użycie tzw. złączki zaprasowywanej, śródprzęsłowej, która zapewnia odpowiednie połączenie mechaniczne i elektryczne przewodów. Ma ona kształt tuby, a budową pr zypomina uchwyty zaprasowywane. Linie napowietrzne narażone są na działanie wielu czynników kli matycznych, z których najistotniejsze to: wiatr oraz lód lub mokry śnieg, osadzający się na przewodach. Wiejący jednostajnie wiatr, z prędkością kilku metrów na sekundę, powoduje powstawanie drgań eolskich (o niewielkiej amplitudzie – maks. 15 cm, lecz dużej częstotliwości – do 100 Hz), mogących doprowadzić do zmęczeniowego pękania drutów. W celu ich wyeliminowania najczęściej stosuje się tłumiki drgań Stockbridge’a. Zbudowane są z dwóch ciężarków o odpowiedniej masie i połączonych ze sobą stalową linką. Całość montowana jest na przewodzie z wykorzystaniem specjalnego uchwytu zaciskowego lub oplotowego. W liniach średnich napięć z pr zewodami niepełnoizolowanymi do ochrony przed drganiami eoliskimi stosowane są tłumiki spiralne z tworzyw sztucznych, które owija się wokół przewodu. W sieciach najwyższych napięć z przewodami wiązkowymi wykorzystuje się natomiast specjalne odstępniki tłumiące. Dobór wymaganej ochrony przeciwdrganiowej uzależniony jest od rodzaju przewodu, długości poszczególnych przęseł w linii oraz typowego naciągu w przewodzie (EDS – z ang. Every Day Stress).

Przewód elektroenergetyczny z drutem profilowym w kształcie litery Z
Autor: K. Ściobłowski Przewód z drutem profilowym w kształcie litery Z
Przewód z drutem profilowym w kształcie jaskółczego ogona
Autor: K. Ściobłowski Przewód z drutem profilowym w kształcie jaskółczego ogona

Linie energetyczne - specjalna konstrukcja przewodów

Przewody samotłumiące – w liniach zlokalizowanych w miejscach narażonych na występowanie jednostajnego wiatru i powstawanie drgań eolskich zasadne jest stosowanie specjalnych konstrukcji przewodów, charakteryzujących się większym współczynnikiem samotłumienia. Jednym z przykładów takich rozwiązań jest ACSR-VR (z ang. Vibration Resistant), wykonany przez współosiowe skręcenie dwóch takich samych przewodów. Wykorzystując turbulencje powietrza, zaburza laminarny przepływ wiatru wokół przewodu, co skutkuje zmniejszeniem amplitudy drgań.

Przewody z drutami profilowymi – jednym z podstawowych celów ich stosowania jest zwiększenie czynnego przekroju aluminium przy zachowaniu tej samej średnicy zewnętrznej przewodu. Druty profilowe wykonuje się z każdego rodzaju aluminium w kształcie trapezoidalnym, jaskółczego ogona lub liter y Z. Umożliwiają zwiększenie obciążalności prądowej nawet do 15% w porównaniu do przewodów z drutów okrągłych. Ponadto wpływają na zmniejszenie współczynnika oporu aerodynamicznego oraz natężenia pola elektrycznego na powierzchni przewodu, co obniża hałas pochodzący od ulotu elektrycznego.

Linie energetyczne - przykłady rozwiązań w Polsce i na świecie

W liniach niskich i średnich napięć stosuje się różne typy konstrukcji słupów: drewniane, żelbetowe, strunobetonowe żerdzie wirowane, stalowe kratowe, stalowe rurowe, a ostatnio pojawiły się również żerdzie kompozytowe. Izolatory używane w tych liniach wykonane są jako porcelanowe, szklane lub kompozytowe.
W tego typu liniach wykorzystuje się najczęściej przewody aluminiowe i stalowo-aluminiowe, a od pewnego czasu stopowe w osłonie izolacyjnej, które zapewniają większe bezpieczeństwo, ochronę przeciwporażeniową oraz niezawodność dostaw energii elektrycznej.
W liniach wysokich i najwyższych napięć najbardziej rozpowszechnione są przewody stalowo-aluminiowe ACSR ze względu na ich prostą konstrukcję, niezawodność, łatwość montażu oraz niską cenę. W sytuacji, kiedy wymagane jest zwiększenie obciążalności prądowej istniejących linii, a konstrukcje wsporcze są w dobrym stanie, można zastosować przewody wysokotemperaturowe. O ich wyborze decyduje indywidualna analiza techniczno-ekonomiczna. Na wybór typu przewodu w nowych liniach coraz częściej ma wpływ kwestia minimalizacji strat przesyłowych, które mają znaczenie z punktu widzenia ekonomicznego oraz wiążą się z redukcją emisji gazów cieplarnianych. Pod tym kątem bardzo korzystnie wypadają przewody stopowe AAAC, charakteryzujące się relatywnie małą rezystancją jednostkową. Wynika to z braku rdzenia stalowego, którego miejsce zajmują druty aluminiowe stopowe, dzięki czemu wzrasta czynny pr zekrój aluminium w przewodzie. Z tego względu w wielu krajach na świecie przewody AAAC stały się standardem w liniach najwyższych napięć, wypierając ACSR. W naszym kraju, jak dotąd, są one powszechnie stosowane jedynie w liniach niskich i średnich napięć. Wyjątek stanowi linia 220 kV relacji Kopanina – Liskovec.
Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A. w nowych liniach 400 kV jako rozwiązanie standardowe wprowadziły przewód typu ACSR z drutami profilowymi o oznaczeniu 408-AL1F/34-UHST. Pod względem średnicy jest odpowiednikiem dotychczas wykorzystywanego rozwiązania AFL-8 350 mm², lecz o znacznie większym przekroju aluminium, co uzyskano dzięki zastosowaniu drutów aluminiowych profilowych w zewnętrznej warstwie oraz zmniejszeniu przekroju rdzenia stalowego. Wymaganą wytrzymałość mechaniczną całego przewodu zapewnia stal typu UHST, z której wykonany jest rdzeń. Użycie tego typu przewodów umożliwia zmniejszenie strat pr zesyłowych do 14%.
W istniejących liniach dystrybucyjnych 110 kV występują często przewody typu ALF-6 120 mm² lub AFL-6 185 mm², lecz ich obciążalność prądowa jest niewystarczająca w stosunku do wymagań. W takich sytuacjach można dokonać wymiany przewodów na nowe z grupy HTLS. Do najczęściej wykorzystywanych przewodów w tych liniach należy zaliczyć GTACSR (GAP), ACCC oraz ACSS. W dwutorowej linii 220 kV relacji Kozienice – Piaseczno – Mory, ze względu na jej szczególne znaczenie w zasilaniu Warszawy, zdecydowano się na jednym torze zastosować przewód ACCC, a na drugim ACSS.

Artykuł ukazał się w publikacji „Sektor Elektroenergetyczny”
Zobacz e-wydanie

Czy artykuł był przydatny?
Przykro nam, że artykuł nie spełnił twoich oczekiwań.
Czytaj więcej