Лінія електропередавання (ЛЕП) — один з компонентів електричної мережі, споруда, призначена для передачі електроенергії за допомогою електричного струму. Також електрична лінія у складі такої системи, що виходить за межі електростанції або підстанції.

Розрізняють повітряні і кабельні лінії електропередачі.

По ЛЕП також передають інформацію за допомогою високочастотних сигналів (ВЧ-каналів) і ВОЛЗ (Волоконно - оптичних ліній зв'язку). Використовуються вони для диспетчерського управління, передачі телеметричних даних, сигналів релейного захисту і протиаварійної автоматики.

Повітряна лінія електропередачі (ПЛ) — пристрій, призначений для передачі або розподілу електричної енергії по дротах, що знаходяться на відкритому повітрі і прикріпленим за допомогою ізольованих конструкцій та арматури до траверз опор або кронштейнів і стояків на інженерних спорудах(мостах, шляхопроводах тощо).

Склад ПЛ

• Дроти
• Траверси
• Ізолятори
• Арматура
• Опори
• Грозозахисні троси
• Розрядники, обмежувачі перенапруги
• Заземлення
• Секціонуючі пристрої
• Волоконно-оптичні лінії зв'язку (у вигляді окремих кабелів, самонесучих, або вбудованих в грозозахисний трос, силовий дріт)
• Допоміжне устаткування для потреб експлуатації (апаратура високочастотного зв'язку, ємнісного відбору потужності та ін.

По роду струму

• ПЛ змінного струму
• ПЛ постійного струму

В основному, ПЛ служать для передачі змінного струму і лише в окремих випадках (напр., для зв'язку енергосистем, живлення контактної мережі та ін.) використовують лінії постійного струму.

Для ПЛ змінного струму прийнята наступна шкала класів напруги : змінне — 0.4, 6, 10, (20), 35, 110, 150, 220, 330, 400 (Виборзька ПС — Фінляндія), 500, 750 і 1150 кВ; постійне — 150, 400 і 800 кВ.

За призначенням

• наддалекі ПЛ напругою 500 кВ і вище (призначені для зв'язку окремих енергосистем)
• магістральні ПЛ напругою 220 і 330 кВ (призначені для передачі енергії від потужних електростанцій, а також для зв'язку енергосистем і об'єднання електростанцій усередині енергосистем — приміром, сполучають електростанції з розподільними пунктами)
• розподільні ПЛ напругою 35, 110 і 150 кВ (призначені для електропостачання підприємств і населених пунктів великих районів — сполучають розподільні пункти із споживачами)
• ПЛ 20 кВ і нижче, що підводять електроенергію до споживачів
• ПЛ до 1000 В (ПЛ нижчого класу напруги)
• ПЛ вище 1000 В
• ПЛ 1-35 кВ (ПЛ середнього класу напруги)
• ПЛ 110-220 кВ (ПЛ високого класу напруги)
• ПЛ 330-500 кВ (ПЛ надвисокого класу напруги)
• ПЛ 750 кВ і вище (ПЛ ультрависокого класу напруги)

Ці групи істотно розрізняються, в основному — вимогами в частині розрахункових умов і конструкцій.

По режиму роботи нейтралей в електроустановках

• Трифазні мережі з незаземленими (ізольованими) нейтралями (нейтраль не приєднана до заземлювального пристрою або приєднана до нього через апарати з великим опором). В Україні такий режим нейтралі використовується в мережах напругою 3-35 кВ з малими струмами однофазних замикань на землю.
• Трифазні мережі з резонансно-заземленими (компенсованими) нейтралями (нейтральна шина приєднана до заземлення через індуктивність). В Україні використовується в мережах напругою 3-35 кВ з великими струмами однофазних замикань на землю.
• Трифазні мережі з ефективно-заземленими нейтралями (мережі високої і надвисокої напруги, нейтралі яких сполучені із землею безпосередньо або через невеликий активний опір). У Росії це мережі напругою 110, 150 і частково 220 кВ, в яких застосовуються трансформатори (автотрансформатори вимагають обов'язкового глухого заземлення нейтралі).
• Мережі з глухозаземленной нейтраллю (нейтраль трансформатора або генератора приєднується до заземляючого пристрою безпосередньо або через малий опір). До них відносяться мережі напругою менше 1 кВ, а також мережі напругою 220 кВ і вище.

По режиму роботи залежно від механічного стану

• ПЛ нормального режиму роботи (дроти і троси не обірвані)
• ПЛ аварійного режиму роботи (при повному або частковому обриві дротів і тросів)
• ПЛ монтажного режиму роботи (під час монтажу опор, дротів і тросів)

Основні елементи ПЛ:

• Траса — положення осі ПЛ на земній поверхні.
• Пікети (ПК) — відрізки, на які розбита траса, довжина ПК залежить від номінальної напруги ПЛ і типу місцевості.
• Нульовий пікетний знак означає початок траси.
• Центровий знак на трасі ПЛ, що будується, означає центр розташування опори.
• Виробничий пікетаж — установка пікетних і центрових знаків на трасі у відповідність з відомістю розставляння опор.
• Фундамент опори — конструкція, що закладена в грунт або спирається на нього і передавальна йому навантаження від опори, ізоляторів, дротів (тросів) і від зовнішніх дій (ожеледі, вітру).
• Основа фундаменту — грунт нижньої частини котловану, що сприймає навантаження.
• Прогін (довжина прогону) — відстань між центрами двох опор, на яких підвішені дроти. Розрізняють проміжний проліт (між двома сусідніми проміжними опорами) і анкерний проліт (між анкерними опорами). Перехідний проліт — проліт, що перетинає яку-небудь споруду або природну перешкоду (річку, яр).
• Кут повороту лінії — кут α між напрямами траси ПЛ в суміжних прольотах (до і після повороту).
• Стріла провисання — вертикальна відстань між нижчою точкою проводу в прольоті і прямій, що сполучає точки його кріплення на опорах.
• Габарит прводу — вертикальна відстань від проводу в прогоні до тих об'єктів, що перетинаються трасою інженерних споруд, поверхні землі або води.
• Шлейф (петливши) — відрізок проводу, що сполучає на анкерній опорі натягнуті проводи сусідніх анкерних прогонів.

Кабельні лінії електропередачі:

Кабельна лінія електропередачі (КЛ) — лінія для передавання електроенергії або окремих її імпульсів, що складається з одного або декількох паралельних кабелів із сполучними, стопорними і кінцевими муфтами (закладеннями) і кріпильними деталями, а для маслонаповнених ліній, крім того, з підживлюючими апаратами і системою сигналізації тиску олії.

За класифікацією кабельні лінії аналогічні повітряним лініям.

Кабельні лінії поділяють за умовами проходження

• Підземні
• По спорудах
• Підводні

До кабельних споруд відносяться:

• Кабельний тунель — закрита споруда (коридор) з розташованими в ньому опорними конструкціями для розміщення на них кабелів і кабельних муфт, з вільним проходом по усій довжині, що дозволяє робити прокладання кабелів, ремонт і огляд кабельних ліній.
• Кабельний канал — непрохідна споруда, закрита і частково або повністю заглиблена в грунт, підлогу, перекриття і т. п. і призначене для розміщення в нім кабелів, укладання, огляд і ремонт яких можливо робити лише при знятому перекритті.
• Кабельна шахта — вертикальна кабельна споруда (як правило, прямокутного перерізу), у якої висота у декілька разів більше сторони перерізу, забезпечене скобами або сходами для пересування уздовж нього людей (прохідні шахти) або знімною повністю або частково стінкою (непрохідні шахти).
• Кабельний поверх — частина будівлі, обмежена підлогою і перекриттям або покриттям, з відстанню між підлогою і частинами перекриття або покриття, що виступають, не менше 1,8 м.
• Подвійна підлога — порожнина, обмежена стінами приміщення, міжповерховим перекриттям і підлогою приміщення зі знімними плитами (на усій або частини площі).
• Кабельний блок — кабельна споруда з трубами (каналами) для прокладення в них кабелів з колодязями, що відносяться до нього.
• Кабельна камера — підземна кабельна споруда, що закривається глухою знімною бетонною плитою, призначене для укладання кабельних муфт або для протягання кабелів у блоки. Камера, що має люк для входу в неї, називається кабельним колодязем.
• Кабельна естакада — надземна або наземна відкрита горизонтальна або похила протяжна кабельна споруда. Кабельна естакада може бути прохідною або непрохідною.
• Кабельна галерея — надземна або наземна закрита повністю або частково (наприклад, без бічних стін) горизонтальна або похила протяжна прохідна кабельна споруда.

Пожежна безпека кабельних споруд

При пожежах в кабельних приміщеннях в початковий період відбувається повільний розвиток горіння і тільки через деякий час швидкість поширення горіння істотно збільшується. Практика свідчить, що при реальних пожежах в кабельних тунелях спостерігаються температури до 600 °C і вище. Це пояснюється тим, що в реальних умовах горять кабелі, які тривалий час знаходяться під струмовим навантаженням і ізоляція яких прoгревается зсередини до температури 80 °C і вище. Може виникнути одночасне займання кабелів в декількох місцях і на значній довжині. Пов'язано це з тим, що кабель знаходиться під навантаженням і eгo ізоляція нагрівається до температури, близької до температури самозаймання

Кабель складається з безлічі конструктивних елементів, для виготовлення яких використовують широкий спектр горючих матеріалів, до числа яких входять матеріали, що мають низьку температуру займання, матеріали схильні до жевріння. Також в конструкцію кабелю і кабельних конструкцій входять металеві елементи. На випадок пожежі або струмового перевантаження відбувається прогрівання цих елементів до температури близько 500.600˚C, яка перевищує температуру займання (250.350˚C) багатьох полімерних матеріалів, що входять в конструкцію кабелю, у зв'язку з чим можливе їх повторне займання від прогрітих металевих елементів після припинення подання огнетушащего речовини. У зв'язку з цим необхідно вибирати нормативні показники подання огнетушащих речовин, щоб забезпечувати ліквідацію полум'яного горіння, а також унеможливити повторне займання

Тривалий час в кабельних приміщеннях застосовувалися установки пінного гасіння. Проте досвід експлуатації виявив ряд недоліків :

• обмежений cpoк зберігання піноутворювача і неприпустимість зберігання їх водних розчинів;
• нестійкість в роботі;
• складність наладки;
• необхідність спеціального відходу за облаштуванням дозування піноутворювача;
• швидке руйнування піни при високій (близько 800 °C) температурі середовища при пожежі.

Дослідження показали, що розпорошена вода має більшу огнетушащей здатність в порівнянні з легко-механічною піною, оскільки вона добре змочує і охолоджує кабелі, що горять, і будівельні конструкцииЛинейная швидкість поширення полум'я для кабельних споруд (горіння кабелів) складає 1,1 м/мін.

Ізоляція кабельних ліній ділиться на два основні типи:

• рідинна
• кабельною нафтовою олією
• тверда
• паперово-масляна
• полівінілхлоридна (ПВХ)
• резино-бумажная (RIP)
• зшитий поліетилен (XLPE)
• этилен-пропиленовая гума (EPR)

Тут не вказана ізоляція газоподібними речовинами і деякі види рідинної....

Високотемпературні надпровідники

HTS кабель.Технологія високотемпературної суперпровідності (HTS), розроблена Sumitomo Electric, застосовується в демонстраційній системі силової мережі, запущеної в експлуатацію в липні 2006 в США (Лонг-Айленд). При напрузі в 138кВ передається потужність в 574МВА на довжину 600 метрів.

Втрати в ЛЕП

Втрати електроенергії в дротах залежать від сили струму, тому при передачі її на далекі відстані, напругу багаторазово підвищують (у стільки ж разів зменшуючи силу струму) за допомогою трансформатора, що при передачі тієї ж потужності дозволяє значно понизити втрати. Проте з ростом напруги починають відбуватися різні розрядні явища.

У повітряних лініях надвисокої напруги є присутніми втрати активної потужності на корону (коронний розряд). Ці втрати залежать багато в чому від погодних умов (у суху погоду втрати менше, а в дощ, мряку або сніг ці втрати зростають) і розщеплювання дроту у фазах лінії.

Втрати на корону для ліній різної напруги мають свої значення (для лінії ВЛ 500 кВ середньорічні втрати на корону складають біля ΔР=9-11 кВт/км).

Оскільки коронний розряд залежить від напруженості на поверхні дроту, то для зменшення цієї напруженості в повітряних лініях надвисокої напруги застосовують розщеплювання фаз. Тобто замість одного дроту застосовують два і більше дротів у фазі. Розташовуються ці дроти на рівній відстані один від одного. Виходить еквівалентний радіус розщепленої фази, цим зменшується напруженість на окремому дроті, що у свою чергу зменшує втрати на корону.

Втрати в ЛЕП змінного струму

Важливою величиною, що впливає на економічність ЛЕП змінного струму, є величина, що характеризує співвідношення між активною і реактивною потужностями в лінії — cosφ. Активна потужність — частина сумарної енергії, що пройшла по дротах і переданої в навантаження; реактивна потужність — це енергія, що відбилася від навантаження або спотворена навантаженням (наприклад, струм непропорційний напрузі або зрушений від нього по фазі). У радіотехніці аналогом цього явища служать стоячі хвилі, а замість cosφ застосовується КСВ.

При довжині ЛЕП змінного струму більше декількох тисяч кілометрів спостерігається ще один вид втрат — радіовипромінювання. Оскільки така довжина вже порівнянна з довжиною електромагнітної хвилі частотою 50 Гц, дріт працює як антена.