Sieci napowietrzne

Linie napowietrzne odgrywają główną rolę w zakresie przesyłu i rozdziału energii elektrycznej. Budowane są w pełnym zakresie napięć występujących w kraju, tj. od 0,4 kV do 750 kV.

Wymagania w zakresie projektowania i budowy linii napowietrznych o napięciu  powyżej 1 kV do 45 kV włącznie określa norma wieloarkuszowa PN-EN 50423, natomiast norma wieloarkuszowa PN-EN 50341 określa zasady projektowania i budowy linii napowietrznych o napięciu powyżej 45 kV. Linie napowietrzne mogą być: jedno-, dwu- lub wielotorowe. Podstawowymi elementami linii napowietrznych są: przewody, izolatory, konstrukcje wsporcze oraz osprzęt liniowy.

Przewody są podstawowymi elementami linii napowietrznych, służącymi do przesyłu energii. Do produkcji przewodów stosuje się aluminium, miedz i stal oraz stopy aluminium i stopy miedzi. W liniach napowietrznych niskiego napięcia stosowane są najczęściej gołe linki aluminiowe o symbolu AL i przekrojach 16, 25, 35, 50 i 70 mm2. Stosowane są również izolowane przewody samonośne niskiego napięcia w systemie czteroprzewodowym. Stosowanie przewodów izolowanych wraz z odpowiednim osprzętem pozwala na uproszczenie budowy linii, zmniejszenie liczby zakłóceń oraz zwiększenie bezpieczeństwa i pewności pracy linii. Przewody te są stosowne w zakresie 25–120 mm². W liniach napowietrznych o napięciu powyżej 1 kV stosuje się jako przewody robocze linki stalowo-aluminiowe o symbolu AFL i stosunku przekroju aluminium do przekroju rdzenia stalowego wynoszącym zwykle 6:1 lub 8:1.

W kraju produkowane są napowietrzne przewody izolowane umożliwiające budowę linii średniego napięcia (15 i 20 kV) w systemie PAS. Przekroje przewodów linii napowietrznych są znormalizowane, a o ich doborze najczęściej decyduje kryterium obciążalności długotrwałej prądowej lub wytrzymałości mechanicznej przewodów. W zakresie linii do 1 kV dodatkowo brane jest pod uwagę kryterium dopuszczalnego spadku napięcia, a dla linii o napięciu powyżej 1 kV wytrzymałość zwarciowa cieplna przewodów.

Izolatory w liniach napowietrznych służą do mocowania lub podwieszania przewodów, a ich zadanie polega na izolowaniu przewodów linii elektroenergetycznej od siebie i od konstrukcji wsporczych. W pełnym zakresie napiec stosowane są izolatory ze szkła hartowanego i porcelany. Rozpoczęto również eksperymentalne stosowanie izolatorów kompozytowych. W zależności od sposobu mocowania rozróżniamy izolatory stojące i wiszące.

Izolatory stojące stosuje się w liniach do 1 kV oraz w liniach średnich napięć (do 40 kV). Są one mocowane do konstrukcji wsporczej za pomocą trzonów hakowych, prostych i kabłąkowych. Izolatory wiszące stosowane są dla napięć powyżej 30 kV. Są to izolatory kołpakowe lub pniowe. Izolatory kołpakowe wymagają stosowania osprzętu umożliwiającego łączenie w łańcuchy o liczbie ogniw zależnej od napięcia znamionowego linii oraz dającego możliwość zawieszenia izolatorów. O doborze izolatora decyduje napięcie znamionowe linii, obciążenia mechaniczne i warunki zabrudzeniowe.

Konstrukcje wsporcze (słupy) są elementami służącymi do podwieszenia izolatorów, osadzonymi w gruncie bezpośrednio lub za pomocą fundamentów. W zależności od funkcji spełnianej w linii rozróżniamy słupy:

  • przelotowe P,
  • narożne N,
  • odporowe O,
  • krańcowe K,
  • rozgałęźne R,
  • odporowo-narożne ON,
  • przelotowo-skrzyżowaniowe PS,
  • narożno-skrzyżowaniowe NS.

Typ słupa zależy głównie od:

  • liczby torów (linie jedno- lub dwutorowe),
  • napięcia znamionowego linii,
  • rozpiętości przęseł,
  • rodzaju zastosowanych izolatorów,
  • rodzaju konstrukcji wsporczych (materiał),
  • zastosowanego układu przewodów na słupie.

W zależności od materiału, z którego słup jest wykonany, rozróżniamy słupy: drewniane, betonowe i stalowe. Obecnie stosuje się głównie słupy betonowe (dla linii niskiego i średniego napięcia) oraz słupy stalowe kratowe w liniach o napięciu od 110 kV wzwyż. W liniach jednotorowych średniego napięcia (do 30 kV) przewody rozmieszcza się w układzie trójkątowym lub płaskim. W liniach jedno- i dwutorowych o wyższych napięciach przewody rozmieszcza się w układach trójkątowych, płaskich lub pionowych.

Osprzęt liniowy obejmuje:

  • osprzęt do mocowania izolatorów liniowych,
  • osprzęt ochronny (osprzęt łukochronny),
  • osprzęt do łączenia przewodów (zaciski i złączki).

Osprzęt przeznaczony do budowy elektroenergetycznych linii napowietrznych powinien spełniać wymagania normy PN-EN 61284:2002P.

Wymagania dotyczące montażu linii napowietrznych

Wymagania dotyczące doboru elementów składowych i montażu linii zawierają odpowiednie arkusze norm:

  • PN-EN 50423 – w stosunku do elektroenergetycznych linii napowietrznych prądu przemiennego powyżej 1 kV do 45 kV włącznie,
  • PN-EN 50341 – w stosunku do elektroenergetycznych linii napowietrznych prądu przemiennego powyżej 45 kV.

Natomiast wymagania dotyczące linii napowietrznych poniżej 1 kV nie są obecnie unormowane, ponieważ norma PN-E-05100-1:1998 została wycofana bez zastępowania. Ponieważ jednak w naszych warunkach występuje jeszcze znaczna ilość tego typu linii napowietrznych, przedstawiamy poniżej najważniejsze wymagania wynikające z normy PN-E-05100-1:1998.

Norma dopuszcza stosowanie w liniach o napięciu do 1 kV przewodów jednodrutowych gołych z miedzi o przekroju od 10 do 16 mm². Norma określa najmniejsze dopuszczalne przekroje przewodów ze względu na wytrzymałość mechaniczna, a ponadto podaje szczegółowe wymagania odnośnie:

  • najmniejszych dopuszczalnych odległości pionowych od ziemi,
  • najmniejszych dopuszczalnych odległością miedzy przewodami w środku przęsła,
  • odległości miedzy poszczególnymi elementami linii napowietrznej na słupach,
  • odległości pionowych przewodów od krzyżowanych dróg.

W przypadku gdy linia elektroenergetyczna krzyżuje się lub zbliża do innego obiektu, w zależności od ważności tego obiektu należy stosować szereg dodatkowych zabezpieczeń, zwanych obostrzeniami. Rozróżnia się obostrzenia pierwszego, drugiego i trzeciego stopnia. Obostrzenia dotyczą przewodów, izolatorów, słupów oraz zawieszenia przewodów i ich mocowania. W normie określono szczegółowe wymagania, jakie musi spełniać odległość pionowa przewodów linii napowietrznych do 1 kV i powyżej 1 kV od krzyżowanych obiektów przy największym zwisie normalnym i wymagania dotyczące odległości poziomych w przypadku zbliżeń linii elektroenergetycznych do budynków i innych obiektów.

Zasady eksploatacji linii napowietrznych

Eksploatacje linii napowietrznych należy prowadzić zgodnie z postanowieniami rozporządzenia MG z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (Dz. U. Nr 93, poz. 623, z pózn. zm.). Przepisy ustalają, że dla linii napowietrznych należy prowadzić dokumentacje techniczno- eksploatacyjną, która powinna być na bieżąco aktualizowana.

W skład dokumentacji techniczno-eksploatacyjnej linii napowietrznych wchodzi:

  • projekt budowlany wraz z dokumentacja prawna i zmianami w trakcie budowy,
  • dokumentacja eksploatacyjna obejmująca:

– dokumenty przyjęcia linii napowietrznej do eksploatacji wraz z protokołami pomiarów,

– instrukcje eksploatacji linii napowietrznej,

– protokoły z oględzin,

– protokoły z przeglądów, konserwacji i remontów,

– protokoły z pomiarów napiec i obciążeń,

– protokoły z pomiaru ochrony przeciwporażeniowej,

– dokumenty dotyczące zakłóceń i uszkodzeń.

Warunkiem przyjęcia linii napowietrznej do eksploatacji jest:

  • stwierdzenie kompletności dokumentacji technicznej i prawnej linii,
  • dokonanie odbioru technicznego linii,
  • stwierdzenie wykonania linii zgodnie z wymaganiami norm i Prawa budowlanego,
  • sporządzenie protokołu przez komisję ze stwierdzeniem, że linia nie zawiera braków ani usterek,
  • wydanie decyzji przez powołującego komisje odbioru o przyjęciu linii do eksploatacji.

Eksploatacje linii napowietrznej należy prowadzić w oparciu o instrukcje eksploatacji, która określa:

  • ruchowy i eksploatacyjny podział linii pomiędzy poszczególne jednostki organizacyjne,
  • kwalifikacje i obowiązki personelu obsługi ruchu linii,
  • sposoby lokalizowania zakłóceń przy użyciu urządzeń specjalnych,
  • organizacje i terminy oględzin okresowych i organizacje oględzin awaryjnych,
  • postanowienia dotyczące prowadzenia ruchu linii, np. czynności łączeniowe, środki łączności i środki transportu,
  • szczególne wymagania bezpieczeństwa pracy,
  • wykaz podstawowych materiałów awaryjnych,
  • wyposażenie w sprzęt i narzędzia dla ochrony brygad obsługi ruchu i brygad awaryjnych.

Oględziny linii napowietrznych powinny być przeprowadzane w zasadzie nie rzadziej niż raz na 5 lat. Oględziny specjalne zarządza się w miarę doraźnych potrzeb, np. przy uszkodzeniu linii, znacznym wzroście awaryjności, po klęskach żywiołowych. Podczas przeprowadzania oględzin linii napowietrznych sprawdza się w szczególności:

  • stan konstrukcji wsporczych,
  • stan przewodów i ich osprzętu,
  • stan elementów ochrony przeciwporażeniowej i odgromowej,
  • stan izolacji linii, stan oznaczeń identyfikacyjnych oraz zgodność oznaczeń z dokumentacją techniczną,
  • zachowanie prawidłowej odległości przewodów od ziemi, gałęzi drzew i obiektów znajdujących się w pobliżu linii oraz wymagane obostrzenia przy skrzyżowaniach i zbliżeniach linii z innymi obiektami
  • prowadzone w pobliżu lub pod linią prace ziemne lub budowlane oraz odkształcenia ziemi,
  • szkodliwe osiadanie gruntu.

Wyniki oględzin należy przekazać osobie odpowiedzialnej za eksploatacje linii. Terminy przeglądów wynikają z przeprowadzonych oględzin i oceny stanu technicznego linii. Przeglądy linii są wykonywane po wyłączeniu jej spod napięcia. Polegają one na wykonywaniu zabiegów diagnostycznych i konserwacyjnych, odtwarzających jej sprawność eksploatacyjna. Wyniki przeglądu linii należy odnotować w dokumentacji eksploatacyjnej linii. Zakwalifikowanie linii do remontu lub modernizacji na wniosek osoby odpowiedzialnej za jej eksploatacje następuje po dokonaniu pełnej oceny stanu technicznego linii. Remont i modernizacje wykonuje się na podstawie opracowanego i zatwierdzonego projektu budowlanego.

Interesują Cię paradoksy z dziedziny energetyki? Zajrzyj TUTAJ!

Skomentuj