Budowa elektroenergetycznych linii napowietrznych nn, SN, WN
86
Przewody
Przewody elektroenergetyczne odpowiadają za przesył energii
elektrycznej, co czyni je jednymi z najważniejszych elementów
składowych linii napowietrznych.
W zależności od poziomu napięciowego linii stosowane są prze-
wody o różnych konstrukcjach i konfiguracjach. Niemniej jednak
ich cechą wspólną pozostaje wysoka przewodność elektryczna,
wytrzymałość mechaniczna i zmęczeniowa, a także odporność
cieplna i korozyjna.
W liniach napowietrznych niskich i średnich napięć powszech-
nie wykorzystywane są przewody gołe, przeważnie stalowo-alu-
miniowe typu AFL, o przekroju znamionowym części aluminiowej
do 120 mm
2
. Wciąż jednak pracują linie z przewodami fazowymi
typu AL, wykonanymi wyłącznie z aluminium. Wiele nowych linii
nn i SN, jak również istniejących, lecz poddawanych moderni-
zacji, wyposażanych jest w przewody fazowe w osłonie izolacyj-
nej. Takie rozwiązania pozwalają na zredukowanie gabarytu linii
napowietrznej (mniejsze odległości pomiędzy przewodami fazo-
wymi), a dla linii prowadzonych po terenach zagrożonych wystę-
powaniem sadzi – na obniżenie dodatkowych obciążeń mecha-
nicznych słupów, pochodzących od sadzi i lodu, ze względu na
zastąpienie pojedynczym przewodem (np. AsXSn) dotychczaso-
wych kilku przewodów gołych w linii (fot. 1).
W liniach wysokich i najwyższych napięć stosowane są wyłącznie
przewody gołe, przeważnie o konstrukcji bimetalowej (stalowo-
-aluminiowej) typu AFL. Mają one rdzeń w postaci splotu kilku
drutów stalowych oraz dwie lub trzy warstwy oplotu wykonane
z drutów aluminiowych okrągłych lub segmentowych. W procesie
przewodzenia prądu elektrycznego uczestniczy praktycznie tylko
aluminiowa, przewodząca część przewodu typu AFL, natomiast
za przenoszenie sił naciągu odpowiedzialny jest zarówno stalowy
rdzeń, jak i aluminiowy oplot. Przewody AFL mogą pracować
w linii napowietrznej z dopuszczalną długotrwałą temperaturą
80°C, która jest wynikiem ograniczonej odporności cieplnej alu-
minium wykorzystywanego do konstrukcji przewodzących warstw
przewodu. Wspomniana temperatura pracy, a także dopuszczalny
zwis przewodu (z zachowaniem minimalnych, normowych odle-
głości od powierzchni ziemi i obiektów krzyżowanych) limitują
możliwości prądowego obciążania linii napowietrznej, a co za tym
idzie – ograniczają ilość przesyłanej nią energii.
Szeroko stosowanym rozwiązaniem problemów niedostatecznej
przepustowości istniejących linii wysokiego napięcia jest przepro-
wadzanie ich termomodernizacji, obejmującej m.in. wymianę
istniejących przewodów fazowych tradycyjnych typu AFL na
rozwiązania bardziej nowoczesne, tzw. przewody HTLS (ang.
High Temperature Low Sag
– wysoka temperatura, mały zwis),
bez ingerencji w konstrukcje wsporcze linii. Ta grupa przewodów,
zwana potocznie niskozwisowymi, cechuje się odmienną charak-
terystyką mechaniczną niż tradycyjne przewody fazowe typu AFL.
Dzięki zastosowaniu w nich rdzeni nośnych o niskiej rozszerzal-
ności cieplnej, wykonanych z nowoczesnych materiałów, moż-
liwe jest uzyskanie stosunkowo niewielkiego przyrostu zwisów
dla przewodów pracujących w temperaturze nawet 230°C. Są to
przewody o nieliniowej charakterystyce zwis–temperatura, której
charakterystycznym punktem jest tzw. punkt kolanowy (ang.
knee
point
) i odpowiadająca jemu wartość temperatury załamania.
Naprężenia przewodu niskozwisowego, pracującego w tempera-
turze poniżej punktu kolanowego, przenoszone są zarówno przez
rdzeń przewodu, jak i warstwę przewodzącą, podobnie jak ma
to miejsce w przypadku przewodów tradycyjnych typu AFL. Jed-
nak po przekroczeniu przez przewód temperatury odpowiadają-
cej punktowi kolanowemu, w przenoszeniu naprężeń uczestniczy
wyłącznie rdzeń przewodu, a warstwa oplotowa, wykonana naj-
częściej ze stopów aluminium, odpowiada za przesył energii elek-
trycznej. Przykładowy przewód niskozwisowy z rdzeniem kompo-
zytowym przedstawiono na fot. 2.
W liniach wysokich napięć, powyżej przewodów fazowych, pro-
wadzone są przewody odgromowe, zapewniające ochronę linii
(głównie przewodów fazowych) przed wyładowaniami atmo-
sferycznymi oraz prądami zwarciowymi. Tradycyjne przewody
odgromowe wykonane są jako stalowo-aluminiowe typu AFL,
które – w porównaniu z zawieszonymi w linii przewodami fazo-
wymi – charakteryzują się podniesioną wytrzymałością mecha-
niczną z uwagi na większy stosunek części stalowej do alumi-
niowej przewodu. Jednak coraz częściej przy budowie nowych
linii lub na etapie modernizacji istniejących, zamiast przewo-
dów odgromowych typu AFL rozwieszane są stalowo-aluminiowe
skojarzone ze światłowodem typu OPGW (ang.
Optical Ground
Wire
). W takich przewodach transmisja sygnałów telekomunika-
cyjnych realizowana jest za pośrednictwem włókien światłowo-
dowych, umieszczonych w specjalnie do tego przeznaczonych
rurkach, które mogą być zlokalizowane centralnie – w rdzeniu
przewodu – lub mogą zastępować pojedyncze druty oplotu alu-
miniowego. Przykładowe konstrukcje przewodów odgromowych
typu OPGW przedstawiono na rys. 2a i 2b. Dobór odpowied-
nich przewodów odgromowych do danej linii napowietrznej wyso-
kiego napięcia dokonywany jest w oparciu o analizę rozpływu
prądów zwarciowych w linii, z uwzględnieniem dopuszczalnej
fot. CTC Corp.
Fot. 2. Przewód niskozwisowy ACCC
fot. Energoprojekt – Kraków
Fot. 1. Konstrukcja przewodu AsXSn
