Виды лэп по напряжению

Есть ли вред от ЛЭП для здоровья человека, окружающей среде и технике?

Постоянное наращивание мощностей электрооборудования приводит к повышению напряжения передачи и увеличению количества линий. Из-за чего возрастает воздействие электрического и магнитного поля на все окружающие объекты и человека в том числе. Именно поэтому многих жителей близлежащих домов, сотрудников специализированных предприятий интересует вопрос, какой вред от ЛЭП может им угрожать.

Виды ЛЭП по напряжению

Все электроустановки и линии электропередач оказывают электромагнитное воздействие на окружающую среду. Основным параметром воздействия считается напряженность электрического поля, показывающая уровень силового воздействия вокруг проводов в зоне ЛЭП. За счет электромагнитных излучений в пространстве вокруг ЛЭП возникают силовые линии, которые при пересечении любой проводящей среды могут индуцировать в ней ЭДС. В результате чего на любом объекте возникает несвойственный ему потенциал, а при наличии замкнутого контура, будет протекать электрический ток.

Однако напряженность электромагнитного поля неоднородна в пространстве – при удалении от ЛЭП происходит угасание интенсивности. Помимо этого градация вредного воздействия во многом зависит от номинала передающей линии.

Поэтому все ЛЭП подразделяются на такие категории:

• Низковольтные – напряжение питания, в которых составляет до 1 кВ;
• Среднего уровня – для линий от 1 до 35 кВ;
• Высокого напряжения – номиналы на 110, 154, 220 кВ;
• Сверхвысокого – для номиналов от 330 до 500 кВ;
• Ультравысокого – ЛЭП с напряжением 750 и 1150 кВ.

Следует отметить, что воздействие электромагнитных волн зависит не только от уровня напряжения, но и от силы электрического тока, протекающего по проводам. Поэтому общепринятым нормативом устанавливается оптимальное расстояние до токоведущих частей, которое будет безопасным [ 1 ].

Безопасное расстояние от ЛЭП до жилого дома

В виду того, что уменьшать передаваемое напряжение нецелесообразно, вокруг линий устанавливается, так называемая, санитарная зона, устанавливающая минимальное расстояние от участка расположения высоковольтной линии.

Так, согласно п.4.1 СанПиН 2971-84 можно выделить следующие параметры:

• Для линий 330 кВ – расстояние должно быть не менее 20 м до ближайших построек;
• Для ЛЭП номиналом 500 кВ – необходимо выдерживать дистанцию до 30 м;
• Для ВЛ с напряжением в 750 кВ – не менее 40 м;
• От опор воздушных линий 1150 кВ отступается расстояние более 55 м.

Остальные электроустановки являются относительно безопасными, так как конструктивного расстояния, установленного строительными нормативами и размерами охранной зоны должно быть вполне достаточно. Несмотря на эти нормы, в некоторых городах опасное излучение охватывает и другие высоковольтные номиналы, к примеру, в Москве запрещено приближение построек, садовых и огородных участков к ВЛ 110 кВ ближе 20 м.

Однако научные исследования за рубежом приводят ученых к мнению о том, что вышеприведенные величины являются недостаточными для безопасности человека, поэтому в ряде стран руководствуются мощностью ЛЭП, которая учитывает не только электрическую, но и магнитную составляющую. В европейских государствах к расстояниям до проводов ЛЭП применяют расширенную опасную зону в 4 – 10 раз большую, чем на постсоветском пространстве. Такая разница происходит за счет разграничения интенсивности воздействия магнитных и электрических составляющих на человеческий организм.

Вред для здоровья человека

Следует отметить, что все электрические приборы способны оказывать вредное магнитное и электрическое воздействие на организм человека, которое может привести как к ухудшению самочувствия, так и к обострению хронических заболеваний. Одни из недавних исследований Косов А.А. и Барабанов А.А., о роли электромагнитных полей и излучений в системе обеспечения безопасности человека подтвердили прямую зависимость большинства биохимических реакций с уровнем наведенного из вне напряжения. В свою очередь мощные ЛЭП оказывают куда большее воздействие, поэтому установлен норматив приближения к источнику.

Так, в зависимости от места расположения допускается:

• На территории населенных пунктов напряженность не более 5 кВ/м;
• В местах пересечения автомобильных и пешеходных дорог до 10 кВ/м;
• За пределами населенных пунктов не более 15 кВ/м;
• В труднодоступных для перемещения местах (горах, лесополосе и т.д.) до 20 кВ/м.

При несоблюдении вышеперечисленных величин на этапе строительства или эксплуатации может производиться перенос ЛЭП. В остальных случаях допускается длительное воздействие от магнитных излучений 0,5 кВ/м.

Однако существует ряд ситуаций, когда при выполнении технологических процессов или операций человек может приближаться или непосредственно находиться в мощных электромагнитных полях. При этом вводится ограничение по времени нахождения возле проводов или опор ВЛ для разного уровня напряженности:

• При 5 кВ/м – длительность нахождения в течении смены не регламентируется;
• При 10 кВ/м – время пребывания должно составлять не более 3 часов;
• При 15 кВ/м – не дольше 1,5 часа;
• При 20 кВ/м – не более 10 минут;
• При 25 кВ/м – не дольше 5 минут.

В случае соблюдения таких норм нахождения возле ЛЭП организм человека восстанавливается естественным образом в течении суток, химический состав крови и состояние внутренних органов приходит в норму. Если длительность воздействия магнитных линий оказывается продолжительнее, то применяют экранирование и специальные средства защиты.

Влияние на окружающею среду и экологию

Помимо воздействия на человека вред от ЛЭП проявляется и на других живых организмах. Так, произрастающие вблизи опоры ЛЭП и на всей протяженности высоковольтных проводов растения начинают видоизменяться. В одних случаях явно проявляются отклонение побегов и ветвей в сторону удаления от линии, в других, возникают нетипичные для конкретного вида ответвления, изменения в структуре растения и т.д. Однако в то же время, некоторые сельскохозяйственные культуры и плодоносящие деревья под воздействием ЛЭП дают лучший урожай и увеличивают образование семян.

Представители животного мира ощущают воздействие и вред от проходящих ЛЭП и стараются не приближаться к ним на недопустимое расстояние, придерживаясь пастбищ в стороне от линий. Особо существенную опасность оказывают электромагнитные излучения на парнокопытных представителей фауны, так как копыта представляют собой слой изоляции, предотвращающий стекание заряда на землю. Из-за чего в теле животного может наводиться существенный потенциал, который разрядится при первом же касании к траве или листьям деревьев.

По отношению к насекомым, особо яркая реакция наблюдается ЛЭП на пчел. Так как в случае расположения ульев непосредственно под линией, существенно снижается активность особей, сбор меда и приплод. В некоторых случаях наблюдается гибель маток, не покидающих место обитания.

Вред технике и средствам коммуникации

Также вред от ЛЭП наблюдается на близлежащих электроустановках, особенно подвержены влиянию проводов ВЛ устройства и линии связи. Явный вред для них выражается в наведении лишнего потенциала на частотах близких или равных частоте передачи сигнала. Из-за чего происходят помехи или искажение передаваемых данных. Для приборов в заземленном металлическом корпусе вред ЛЭП будет незначительным, так как наружный кожух выступает в роли естественного экрана.

Отдельным вопросом является вред, наносимый подземным коммуникациям, в частности, трубопроводам. В случае близкого расположения ЛЭП, на проводящей поверхности трубопровода возникает ЭДС, обуславливающая вынос металла и преждевременное коррозионное разрушение. Помимо этого от подземной электрической трубы может произойти поражение человека током. Поэтому их также пытаются обезопасить при помощи УЗТ, обеспечивающих безопасные подземные пересечения или параллельные прокладки вдоль ЛЭП.

Итог

Изучив вышеприведенный материал, можно подытожить, что нахождение человека вблизи линий напряжением выше 1кВ не только оказывает влияние на самочувствие человека, но и может нанести существенный вред его здоровью. Поэтому в случае вынужденного нахождения возле высоковольтных ЛЭП человек должен минимизировать свое время пребывания в опасных зонах.

Если линия находится в непосредственной близи от вашего жилища и вы не уверенны в безопасности соседства с ЛЭП, то следует произвести специализированные замеры. Которые могут выполнять организации с соответствующим уровнем квалификации и оборудования. Они проверят соответствие электромагнитного фона в вашем жилище санитарным нормам.

Используемые источники:

1. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35368561
2. https://www.niehs.nih.gov/health/topics/agents/emf/
3. https://publications.iarc.fr/98

Что такое ЛЭП — виды линий электропередач, конструкции

ЛЭП можно разделить на две большие группы — воздушные и подземные. Они классифицируются по множеству признаков, начиная от предназначения и заканчивая параметрами тока. Различные типы устройств используются для разных целей. Они проводят электроэнергию к жилым домам, предприятиям, фонарям, магазинам, рекламным щитам и прочим сооружениям.

Какие бывают ЛЭП?

Полезно знать, какое напряжение передаётся по ЛЭП , так как для каждого напряжения существует своя безопасная зона от проводов. Приведу пример зависимости напряжения и безопасного расстояния до него:

• Для ЛЭП 0,4 кВ – 2 метра
• ЛЭП 1 — 20 кВ – 10 метров
• ЛЭП 35 кВ – 15 метров
• ЛЭП 110 кВ – 20 метров
• ЛЭП 150 — 220 кВ – 25 метров
• ЛЭП 220 — 500 кВ – 30 метров
• ЛЭП 750 кВ – 40 метров
• ЛЭП 1150 кВ – 55 метров

Зная безопасное расстояние до ЛЭП необходимо научиться определять визуально напряжение.

Опоры ЛЭП и другие заметные элементы

Для того чтобы провод надежно удерживался, применяются опоры. В простейшем случае это деревянные столбы. Но такая конструкция применима лишь к линиям до 35 кВ. А с увеличением ценности древесины в этом классе напряжений все больше используются опоры из железобетона. По мере увеличения напряжения провода необходимо поднимать выше, а расстояние между фазами делать больше. В сравнении опоры выглядят так:

Опоры ЛЭП

В общем, опоры – это отдельная тема, которая довольно-таки обширна. По этой причине в детали темы опор линий электропередачи здесь углубляться не будем. Но чтобы кратко и емко показать читателю ее основу, продемонстрируем изображение:

Атрибуты опор

В заключение информации о воздушных ЛЭП упомянем те дополнительные элементы, которые встречаются на опорах и хорошо заметны. Это

• системы защиты от молнии,
• а также реакторы.

Первые содержат специальный трос, который расположен выше проводов, и штыревые молниеотводы. Вторые предназначены для ограничения скорости нарастания тока при коротком замыкании. Реактор, по сути, – это дроссель.

Реакторы на опоре ЛЭП

Кроме перечисленных элементов, в линиях электропередачи применяется еще несколько. Но оставим их за рамками статьи и перейдем к кабелям.

Виды

ЛЭП используются для перемещения и распространения электроэнергии. Виды линий можно поделить:

• по виду расположения кабелей — воздушные (находятся на открытом воздухе) и закрытые (в кабель-каналах);
• по функциям — сверхдальние, для магистралей, распределительные.

Воздушные ЛЭП также можно разделить на подвиды, который зависят от проводников, типа тока, мощности, применяемого сырья. Ниже подробно описаны эти классификации.

Переменного тока

По типу тока ЛЭП можно подразделить на две группы. Первая из них — это линии электропередач постоянного тока. Такие установки помогают свести к минимуму потери при перемещении энергии, потому используются для передачи тока на дальние расстояния. Этот вид ЛЭП достаточно популярен в европейских государствах, но в России такие линии электропередач можно пересчитать по пальцам. Многие железные дороги работают на переменном токе.

Схема передачи энергии

Постоянного тока

Вторая группа — это линии электропередач постоянного тока, в которых энергия всегда одинакова независимо от направления и сопротивления. Почти все установки в России питаются постоянным током. Их проще произвести и эксплуатировать, но потери при перемещении тока очень часто достигают 10 кВт/км за полгода на ЛЭП с напряжением 450 кВ.

Классификация

Передача электрической энергии осуществляется по металлическим проводам, где проводником выступает медь или алюминий. Различается способ прокладки проводов:

• По воздуху – воздушными линями;
• В грунте (воде) – кабельными линиями;
• Газоизолированными линиями.

Перечисленные виды ЛЭП являются основными. Проводятся эксперименты по беспроводной передаче энергии, но в настоящее время такой способ не нашел распространение на практике, за исключением маломощных устройств.

Беспроводное зарядное устройство

По роду тока

Большинство существующих ЛЭП предназначено для работы с переменным током, что связано с простотой преобразования напряжения по величине.

Отдельные типы линий работают с постоянным током. Они предназначены для некоторых областей применения (питание контактной сети, мощных потребителей постоянного тока), но общая протяженность невелика, несмотря на меньшие потери на емкостной и индуктивной составляющих.

По режиму работы нейтралей в электроустановках

• Сети с глухозаземленной нейтралью;
• Сети с изолированной нейтралью;
• С резонансно-заземленной нейтралью;
• С эффективно-заземленной нейтралью.

По режиму работы в зависимости от механического состояния

Основной режим работы ВЛ – нормальный, когда все провода и тросы находятся в исправном состоянии. Могут бывать случаи, когда часть проводов отсутствует, но ЛЭП эксплуатируется:

• При полном или частичном обрыве – аварийный режим;
• Во время монтажа проводов, опор – монтажный режим.

По назначению

• Межсистемные (дальние) – для объединения нескольких энергетических систем. Сюда относятся ВЛ 500 кВ и выше;
• Магистральные – для объединения электростанций в сеть в пределах одной энергосистемы и подачи электроэнергии на узловые подстанции;
• Распределительные – для связи крупных предприятий и населенных пунктов с узловыми подстанциями;
• ВЛ сельскохозяйственных потребителей;
• Городская и сельская распределительная сеть.

Способ монтажа

Основным критерием, по которому классифицируют линии электропередачи, является конструктивный способ передачи энергии. Линии делят на следующие типы:

• воздушные — передача электрического тока ведется по проводам, подвешенным на специальных опорах;
• кабельные — передача электрического тока производится посредством силовых кабелей, прокладываемых в грунте, кабельной канализации или по инженерным конструкциям другого рода.

Состав линий электропередачи

Состав кабельной и воздушной линий различны. Для дифференциации рассмотрим каждый вид ЛЭП отдельно.

Составляющие воздушной линии электропередачи

ВЛ в своем составе имеют множество устройств и конструкций. Перечислим основные из них:

1. опоры;
2. арматура и изоляторы;
3. устройства заземления;
4. провода и тросы;
5. разрядные устройства;
6. маркеры для обозначения проводов;
7. подстанции.

Помимо прямого назначения воздушные линии используются в качестве инженерных конструкций для подвеса волоконно-оптического кабеля связи. В связи с этим на некоторых линиях количество составляющих элементов постоянно растет.

Составляющие кабельной линии электропередачи

Кабельные линии применяются для передачи электрической энергии в местах, недоступных для подвеса по опорам ВЛ. В состав входит силовой кабель и узлы ввода на подстанции и к конечным потребителям.

Обоснование высокого напряжения

Потребителям принято доставлять электрический ток напряжением 220 и 380 вольт. Однако в условиях протяженных линий это не выгодно, так как потери на участках длиной более 2 км могут быть несопоставимы с необходимой потребляемой мощностью.

В целях снижения потерь на больших расстояниях повышают мощность и передают ток высокого напряжения. Для этого перед передачей используют повышающие подстанции, а перед потребителем ставят понижающие трансформаторы. Таким образом, линия передачи выглядит следующим образом:

Структурная схема ЛЭП

Предназначение ВЛ электропередач

Такими ВЛ называются установки, которые используются для перемещения и рас­пределения электрической энергии по кабелям, находящимся на открытом воздухе и удерживающимися, при помощи специальных стоек. ВЛ устанавливаются и используются в самых различных погодных условиях и гео­графической местности, склонны к атмосферному влиянию (осадки, перепады температур, ветры).

Поэтому воздушные линии необходимо устанавливать с учетом погодных факторов, загрязнения атмосферы, требований прокладки (для города, поля, деревни) и прочее. Установка должна соответствовать ряду правил и нормативам:

• экономически выгодная стоимость;
• ­высокой электропроводностью, прочностью используемых канатов и стоек;
• устойчивость к механическим повреждениям, коррозии;
• быть безопасной для природы ичеловека, не занимать много свободной территории.

Как выглядят изоляторы

Защитные приспособления

В качестве защиты используются грозозащитные проводники, разрядники и устройства заземления. Заземление металлических опор производится путем механического крепления несущей конструкции к заземляющему контуру. Особенно важно заземление железобетонных опор, поскольку при утечках тока он начинает протекать через арматуру бетона, оказывая разрушающее влияние. Вред, нанесенный опоре, визуально виден не будет.

Важно! Для наилучшей защиты охранный провод размещается выше всех остальных.

Определение напряжения ЛЭП

Разумеется, что кабельные линии электропередач в большинстве своем скрыты, да и находящиеся на открытом воздухе далеко не всегда можно различить визуально.

А вот воздушные линии можно определить по:

• Типу применяемых в ЛЭП опор;
• Внешнему виду и числу изоляторов;
• Проводам;
• Размеру охранной зоны;
• Буквенной маркировке на опорах (Т – 35кВ, С – 110кВ, Д – 220кВ).

Буквенная маркировка на опоре

Поэтому далее рассмотрим систему определения величины напряжения ЛЭП по основным визуальным критериям.

Влияние на здоровье человека

Благодаря исследованиям ученых, было установлено, что воздействие электромагнитных полей сказывается негативно на здоровье человека. В его теле образуются токи. Это объясняется проводимостью органов и тканей, по которым циркулирует кровь и лимфа.

Анализ проведенных исследований показал, что жители домов находящихся рядом с ЛЭП или с подстанциями, заболевали раком в два раза чаще, чем жители других районов. На здоровье ребенка поле воздействовало еще сильней. Дети заболевали лейкозом в 4 раза чаще.

Зафиксировано отрицательное влияние высоковольтных линий на следующие системы организма:

• сердечно-сосудистую,
• гематологическую,
• нервную,
• половую,
• эндокринную,
• иммунную.

Установлено, что здоровье людей, живущих вблизи линии электропередач с течением времени постепенно ухудшается. У них чаще возникают головные боли, проблемы с памятью, боли в мышцах, головокружения. Возрастает количество инсультов и инфарктов. Беспокоит бессонница и слабость. У женщин появляются проблемы с вынашиванием и рождением детей. Здоровье новорожденных ослаблено.

Вред, получаемый человеком при воздействии на него электрического поля, зависит от напряженности и от длительности действия на организм.

• в населенных пунктах – 5 кВ/м;
• при пересечении с дорогами – 10 кВ/м;
• вне населенных пунктов – 15 кВ/м;
• в труднодоступных местах – 20 кВ/м.

На человека может длительно воздействовать электрическое поле напряженностью 0,5 кВ/м, при этом негативного влияния на здоровье не происходит.

Если же требуется пребывание человека в местах высокой напряженности, нужно руководствоваться следующими нормативами, по которым время пребывания в зоне:

• не ограничивается при 5 кВ/м;
• не более 180 минут при 10 кВ/м;
• 90 минут при 15 кВ/м;
• 10 минут при 20 кВ/м;
• 5 минут при 25 кВ/м.

При соблюдении этих условий, в течение суток здоровье человека восстанавливается.

Если невозможно ограничить время пребывания работающего персонала на опасных объектах, применяется экранирование рабочих мест металлическими листами, сетками и другими приспособлениями. Хороший эффект дают кустарники высотой от 3-х метров и 6-ти метровые деревья, посаженные под ВЛ.

При воздействии электромагнитных полей на жилые дома, важно сохранить здоровье, проживающих там людей. Для этого разработаны санитарные нормы (СанПиН 2971-84), регламентирующие минимальное безопасное расстояние, защитную зону, от линии электропередач до ближайших зданий.

Повышенные требования предъявляются к расположению трасс ультравысоких напряжений. Расстояние от ВЛ до населённого пункта должно быть:

• при 750 кВ не меньше 250 м,
• при 1150 кВ не менее 300 м.

Влияние на окружающую среду и экологию

Электромагнитные поля оказывают сильное влияние на все биологические объекты, находящиеся вблизи воздушных трасс: на насекомых, на растения, на животных.

Соседство с высоковольтными линиями на пчелах отражается пагубно. Насекомые становятся агрессивными, беспокойными, теряют работоспособность, лётную активность. Появляется угроза гибели маток и семей.

Летающие насекомые – жуки, комары, бабочки стремятся в зону с более низким уровнем напряженности.

Растения меняют форму листьев, стеблей, цветков, появляются лишние лепестки и другие аномалии развития. По некоторым данным, электромагнитное поле влияет положительно на урожай сельскохозяйственных культур, на плодоношение ягод и овощей. Опыты показали, что после воздействия поля высокой напряженности, семена стали давать больший процент всхожести и быстрое прорастание.

Влияние ВЛЭП на животных так же негативно, как и на людей. Наиболее чувствительны парнокопытные. Если пастбище расположено на участке, прилегающем к ВЛ, в теле животного, изолированного от земли копытами, может наводиться потенциал 10 кВ. При прикосновении к заземленным предметам (траве, веткам кустарника), возникает импульс тока 100 — 200 мкА. Это величина не опасна для жизни. Здоровье парнокопытного не ухудшится, но неприятные ощущения ему обеспечены. Если деревянные опоры ВЛ обрабатывают креозотом, то контакт с этим веществом может иметь неблагоприятные последствия для животного.

Птицы становятся жертвами электрических разрядов при прямом контакте с токоведущими частями и при прикосновении к изолирующим частям подвески провода.

Что бы минимизировать вред, приносимый окружающей среде объектами повышенной опасности, необходимо применять специальные защитные устройства.

Линии электропередач высокого класса напряжения способны локально действовать даже на погоду. Было зафиксировано, как влияет ЛЭП на воздушные потоки. Холодный воздух, дойдя до высоковольтной трассы (800 кВ), стал её обтекать.

В своих работах по теории атмосферного электричества, российский ученый Лев Александрович Похмельных выдвинул гипотезу о том, что высоковольтные линии электропередач оказывают неблагоприятное влияние на экологию. По мнению учёного, глобальное потепление и формирование засушливого климата происходит из-за ионизации атмосферы ЛЭП, поэтому парниковый эффект тут не при чем.

Вред технике и средствам коммуникации

Увеличение на территории страны протяженности передающих электричество трасс привело к тому, что электромагнитное поле ЛЭП стало оказывать влияние на приём телесигналов и на радиосвязь.

Какие бывают причины возникновения радиопомех от ВЛ, почему они оказывают влияние на прием ТВ? В результате коронного разряда в пространстве у проводов возникают электромагнитные возмущения, они и являются причиной помех для радиоприемных устройств.

А как влияет погода на радиопомехи? В зависимости от метеорологических условий, помехи могут уменьшаться, возрастать или исчезнуть на время. Например, когда дождями смываются загрязнения с проводов, снижается и уровень помех на радиоканалах и на линиях связи. Они не возрастают и при тумане или росе. А вот в дождливую погоду рост помех на эфирном телевидении происходит пропорционально интенсивности дождя.

При использовании опор ВЛ для монтажа волоконно-оптических линий связи, необходимо учитывать, что на ВОЛС будет действовать электромагнитное поле. Наводящийся при этом потенциал послужит причиной преждевременного выхода её из строя. Во избежание этого момента, нужно найти точку нулевого потенциала и крепить оптический кабель в ней.

Высоковольтная ЛЭП оказывает небезопасное влияние на стальные магистральные трубопроводы, в том числе и на газопроводы в случаях:

• параллельного следования трубопровода и ЛЭП;
• в местах их пересечения;
• в местах сближения и удаления друг от друга.

Опасность заключается в том, что создаваемое воздушной электрической линией переменное электромагнитное поле воздействует на трубопровод, находящийся в земле. Появляющаяся при этом индукция приводит к образованию в трубопроводе продольной ЭДС. Здоровье и жизнь обслуживающего персонала оказывается под угрозой.

Как влияет этот процесс на сам трубопровод? Из-за переменного тока происходит электролитическая коррозия металла. Могут выйти из строя электрические устройства, связанные с трубопроводом. Помимо этого, если произойдет обрыв ЛЭП, трубопровод может оказаться под высоким напряжением.

Для обеспечения безопасности, используют устройства защиты трубопровода (УЗТ):

Оказывает ли влияние магнитное поле ВЛ на мобильную связь, на телефоны? Многое зависит от оператора, от технических возможностей телефона, от расстояния до ЛЭП. При повышенной влажности, когда отчетливо слышны коронирующие разряды, связь у опоры может быть слабой или, вообще, отсутствовать. Но, в целом, воздушные линии не оказывают значительного влияния на сотовую связь.

Тоже можно сказать о действии ВЛ на дроны и другие радиоуправляемые модели. Помехи, возникающие в ЛЭП, могут мешать управлению этими устройствами. Но, в основном, движению квадрокоптеров ничто не мешает. Их даже планируют использовать при технологических осмотрах воздушных электрических трасс.

Заключение

Магнитное поле наносит большее негативное влияние на здоровье человека, чем электрическое. Несмотря на это, его предельно допустимая величина в России пока не нормировалась. Часть ранее спроектированных ЛЭП, построена без учета этой опасности. По евростандартам напряженность магнитного поля должна быть в десятки раз ниже, существующей у нас в настоящее время.

Увеличение санитарной зоны в 10 раз считается достаточным для обеспечения безопасности населения. Если же высоковольтная линия находится близко от вашего жилища, что бы определить, насколько опасно её функционирование, стоит пригласить специалиста.

• https://rusenergetics.ru/novichku/klassifikaciya-lep-i-ix-naznachenie
• https://zen.yandex.com/media/electro/kak-vizualno-opredelit-napriajenie-vysokovoltnoi-lep-5e6f353b79f890242d5d9911
• https://domelectrik.ru/elektrosnabzhenie/seti/lep
• https://rusenergetics.ru/provoda-i-kabeli/linii-elektroperedach
• https://amperof.ru/teoriya/lep-xarakteristika-i-klassifikaciya.html
• https://LinijaOpory.ru/linii-elektroperedachi/
• https://www.asutpp.ru/kak-opredelit-napryazhenie-lep.html
• https://elektrik-sam.ru/jelektrosnabzhenie/4115-vredny-li-ljep-dlja-zdorovja-cheloveka-i-okruzhajuschej-sredy.html

Классификация воздушных линий электропередач

Над беспроводным вариантом передачи электроэнергии еще в самом начале 20-го века работал выдающийся изобретатель сербского происхождения Никола Тесла, но даже спустя столетие подобные разработки масштабного промышленного применения не получили. Основным способом доставки энергии потребителю по-прежнему остаются кабельные и воздушные линии электропередач.

Линии электропередач: назначение и виды

Линия электропередачи — едва ли не самый основной компонент электрических сетей, входящий в систему энергетического оборудования и устройств, главное предназначение которой — передача электрической энергии от установок, ее производящих (электростанций), преобразующих и распределяющих (электроподстанций) к потребителям. В общих случаях так называют все электрические линии, находящиеся вне пределов перечисленных электросооружений.

Историческая справка: первая ЛЭП (постоянного тока, напряжением 2 кВ) была сооружена в Германии по проекту французского ученого Ф. Депре в 1882 году. Она имела протяженность около 57 км и соединяла города Мюнхен и Мисбах.

По способу монтажа и обустройства разделяют кабельные и воздушные линии электропередач. В последние годы, особенно для энергоснабжения мегаполисов, возводят газоизолированные линии. Их применяют для передачи высоких мощностей в условиях очень плотной застройки для экономии площади, занимаемой ЛЭП, и обеспечения экологических норм и требований.

Кабельные линии находят применение там, где обустройство воздушных затруднительно или невозможно по техническим или эстетическим параметрам. Из-за сравнительной дешевизны, лучшей ремонтопригодности (в среднем время ликвидации аварии или неисправности в 12 раз меньше) и высокой пропускной способности наиболее востребованы воздушные линии электропередачи.

Определение. Общая классификация

Электрическая воздушная линия (ВЛЭП) — совокупность устройств, расположенных на открытом воздухе и предназначенных для передачи электроэнергии. В состав воздушных линий входят провода, траверсы с изоляторами, опоры. В качестве последних в некоторых случаях могут выступать конструктивные элементы мостов, путепроводов, зданий и прочих сооружений. При возведении и эксплуатации воздушных линий электропередач и сетей также используется различная вспомогательная арматура (грозозащита, заземляющие устройства), дополнительное и сопутствующее оборудование (высокочастотной и волоконно-оптической связи, промежуточного отбора мощности) и элементы маркировки комплектующих.

По роду передаваемой энергии воздушные линии подразделяют на сети переменного и постоянного тока. Последние, ввиду определенных технических трудностей и неэффективности, широкого распространения не получили и применяются лишь для энергоснабжения специализированных потребителей: приводов постоянного тока, электролизных цехов, городских контактных сетей (электрифицированного транспорта).

По номинальному напряжению воздушные линии электропередачи принято делить на два больших класса:

1. Низковольтные, напряжением до 1 кВ. Государственными стандартами определяются четыре номинальных значения: 40, 220, 380 и 660 В.
2. Высоковольтные, свыше 1 кВ. Здесь определены двенадцать номинальных значений: среднего напряжения — от 3 до 35 кВ, высокого — от 110 до 220 кВ, сверхвысокого — 330, 500 и 700 кВ и ультравысокого — свыше 1 МВ.

Примечание: все приведенные цифры соответствуют межфазному (линейному) напряжению трехфазной сети (шести- и двенадцатифазные системы серьезного промышленного распространения не имеют).

От ГОЭЛРО до ЕЭС

Следующая классификация описывает инфраструктуру и функциональное назначение воздушных линий электропередач.

По охвату территории сети подразделяют:

• на сверхдальние (напряжение свыше 500 кВ), предназначенные для связи региональных энергетических систем;
• магистральные (220, 330 кВ), служащие для их формирования (соединения электростанций с распределительными сооружениями);
• распределительные (35 — 150 кВ), основное предназначение которых поставка электроэнергии крупным потребителям (объектам промышленности, аграрного комплекса и крупным населенным пунктам);
• подводящие или питающие (ниже 20 кВ), обеспечивающие энергоснабжение остальных потребителей (городских, промышленных и сельскохозяйственных).

Воздушные линии электропередач имеют важное значение в формировании Единой энергетической системы страны, основа которой была заложена еще при реализации плана ГОЭЛРО (Государственная электрификация России) молодой Советской республики около столетия назад для обеспечения высокого уровня надежности энергоснабжения, его отказоустойчивости.

По топологической структуре и конфигурации ВЛЭП могут быть разомкнутыми (радиальными), замкнутыми, с резервным (содержащим два и более источника) питанием.

По числу параллельных цепей, проходящих по одной трассе, линии разделяют на одно-, двух- и многоцепные (под цепью понимается полный комплект проводов трехфазной сети). Если цепи имеют различные номинальные значения напряжения, то такую ВЛЭП называют комбинированной. Цепи могут крепиться как на одной опоре, так и на разных. Естественно, в первом случае масса, габариты и сложность опоры возрастают, но сокращается охранная зона линии, что в густонаселенной местности иногда играет решающую роль при составлении проекта.

Дополнительно используют разделение воздушных линий и сетей, исходя из исполнения нейтралей (изолированная, глухозаземленная и т. д.) и режиму работы (штатный, аварийный, монтажный).

Охранная зона

Для обеспечения сохранности, нормального функционирования, удобства обслуживания и ремонта ВЛЭП, а также для предотвращения травматизма и гибели людей, вдоль трасс вводятся зоны с особым режимом использования. Таким образом, охранная зона воздушных линий электропередачи — это земельный участок и воздушное пространство над ним, заключенное между вертикальными плоскостями, стоящими на определенном расстоянии от крайних проводов. В охранных зонах запрещена работа грузоподъемной техники, строительство зданий и сооружений. Минимальное расстояние от воздушной линии электропередачи определяется номинальным напряжением.

Размеры охранной зоны ВЛЭП

Проектное напряжение, кВ	Расстояние, м
до 1	2
от 1 до 20	10 (для изолированных проводов — 5)
35	15
110	20
150; 220	25
330; 500; ±400 (DCV)	30
750 (ACV и DCV)	40
1150	55

При пересечении несудоходных водоемов, охранной зоне воздушных линий электропередач соответствуют аналогичные расстояния, а для судоходных ее размер увеличивается до 100 метров. Кроме того, руководящими указаниями определяются наименьшие удаления проводов от поверхности земли, производственных и жилых построек, деревьев. Запрещена прокладка высоковольтных трасс над крышами зданий (кроме производственных, в особо оговоренных случаях), над территориями детских учреждений, стадионов, культурно-развлекательных и торговых площадок.

Опоры воздушных линий электропередачи

Опоры — конструкции, выполненные из дерева, железобетона, металла или композитных материалов для обеспечения необходимого расстояние проводов и грозозащитных тросов от земной поверхности. Самый бюджетный вариант — деревянные стойки, используемые очень широко в прошлом веке при строительстве высоковольтных линий, — постепенно выводятся из эксплуатации, а новые почти не устанавливаются. К основным элементам опор воздушных линий электропередачи относятся:

• фундаментные основания,
• стойки,
• подкосы,
• растяжки.

Конструкции разделяют на анкерные и промежуточные. Первые устанавливают в начале и конце линии, при изменении направления трассы. Особый класс анкерных опор — переходные, используемые на пересечениях ВЛЭП с водными артериями, путепроводами и подобными объектами. Это самые массивные и высоконагруженные конструкции. В сложных случаях их высота может достигать 300 метров!

Прочность и габариты конструкции промежуточных опор, используемых только для прямых участков трасс, не столь внушительны. В зависимости от назначения, их разделяют на транспозиционные (служащие для смены месторасположения фазных проводов), перекрестные, ответвительные, пониженные и повышенные. С 1976 года все опоры были строго унифицированы, но в наши дни наблюдается процесс отхода от массового применения типовых изделий. Каждую трассу стараются максимально адаптировать к условиям рельефа, ландшафта и климата.

Провода для воздушных линий электропередач

Главное требование к проводам ВЛЭП — высокая механическая прочность. Делятся на два класса — неизолированные и изолированные. Могут быть выполнены в виде многопроволочных и однопроволочных проводников. Последние, состоящие из одной медной или стальной жилы, применяются только для строительства трасс низкого напряжения.

Многопроволочные провода для воздушных линий электропередач могут быть выполнены из стали, сплавов на основе алюминия или чистого металла, меди (последние, вследствие высокой стоимости, на протяженных трассах, практически не используются). Наиболее распространены проводники, изготовленные из алюминия (в обозначении присутствует буква «А») или сталеалюминиевых сплавов (марка АС или АСУ (усиленные)). Конструктивно представляют собой скрученные стальные проволоки, поверх которых навиты алюминиевые жилы. Стальные, для защиты от коррозии, оцинковывают.

Выбор сечения производят в соответствии с передаваемой мощностью допустимого падения напряжения, механических характеристик. Стандартные сечения проводов, производимых в России, — 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 и 240. Представление о минимальных сечениях проводов, применяемых для сооружения воздушных линий, можно получить из таблицы, приведенной ниже.

Минимальные сечения проводов ВЛЭП

Материал жилы	Линии свыше 1 кВ, мм 2	Линии до 1 кВ, мм 2	Ответвления к вводам (длина до 10 м/ свыше 10 м), мм 2
Медь	25	2,5
Сталь	25	25	4/4
Алюминий	356	16	6 / 10

Ответвления выполняют чаще изолированными проводами (марки АПР, АВТ). Изделия имеют атмосферостойкое изоляционное покрытие и стальной несущий тросик. Соединения проводов в пролетах монтируют на участках, не подверженных механическим воздействиям. Сращивают их обжатием (с применением соответствующих приспособлений и материалов) либо свариванием (термитными шашками или специальным аппаратом).

В последние годы при возведении воздушных линий все чаще используют самонесущие изолированные провода. Для ВЛЭП низкого напряжения промышленностью выпускаются марки СИП-1, -2 и -4, а для линий 10-35 кВ — СИП-3.

На трассах напряжением свыше 330 кВ, для предотвращения коронных разрядов, практикуется применение расщепленной фазы — один провод большого сечения заменяется несколькими меньшими, скрепленными между собой. С ростом номинального напряжения их число увеличивается от 2 до 8.

Линейная арматура

К арматуре ВЛЭП относятся траверсы, изоляторы, зажимы и подвесы, планки и распорки, крепежные приспособления (скобы, хомуты, метизы).

Основная функция траверс — крепление проводов таким образом, чтобы обеспечить необходимое расстояние между разноименными фазами. Изделия представляют собой специальные металлоконструкции, выполненные из уголков, полосы, штырей и т. д. с окрашенной или оцинкованной поверхностью. Существует около двух десятков типоразмеров и видов траверс, весом от 10 до 50 кг (обозначаются как ТМ-1. ТМ22).

Изоляторы применяют для надежного и безопасного крепления проводов. Их подразделяют по группам, в зависимости от материала изготовления (фарфор, закаленное стекло, полимеры), функционального назначения (опорные, проходные, вводные) и способов крепления к траверсам (штыревые, стержневые и подвесные). Изоляторы изготавливают под определенное напряжение, которое обязательно указывают в буквенно-цифровой маркировке. Главные требования, предъявляемые к этому типу арматуры при устройстве воздушных линий электропередач, — механическая и электрическая прочность, теплостойкость.

Для уменьшения вибрации линии и предотвращения изломов проволок проводов применяют специальные гасящие устройства или демпфирующие петли.

Технические параметры и защита

При проектировании и монтаже воздушных линий электропередач учитывают следующие важнейшие характеристики:

• Длину промежуточного пролета (дистанцию между осями соседних стоек).
• Расстояние удаления друг от друга фазных проводников и самого нижнего — от поверхности земли (габарит линии).
• Длину гирлянды изоляторов в соответствии с номинальным напряжением.
• Полную высоту опор.

Получить представление об основных параметрах воздушных линий электропередач 10 кВ и выше можно из таблицы.

Параметры ВЛЭП

10 кВ	35 кВ	110 кВ	220 кВ	330 кВ	500 кВ	750 кВ
Пролет, м	до 150	150- 200	170-250	250-350	300-400	350-450	350-540
Межфазное расстояние, м	1,0	3,0	4,0	6,6	9	12	17,5
Габарит линии, м	6	6,5	7	7,5	7,6-8	15,5	23
Длина гирлянды, м	—	0,7-1,1	1,4-1,7	2,3-2,7	3,1-3,6	4,6-5,1	6,8-7,9
Высота опоры, м	13-14	10-21	13-31	22-41	25-43	27-32	38-41

Для предупреждения повреждений воздушных линий и профилактики аварийных отключений во время грозы над фазными проводами пускают стальной или сталеалюминиевый тросовый молниеотвод, сечением 50-70 мм 2 , заземленный на опорах. Нередко его выполняют полым, и это пространство используют для организации высокочастотных каналов связи.

Защиту от возникающих при ударах молнии перенапряжений обеспечивают вентильные разрядники. В случае возникновения на проводах индуцированного грозового импульса, происходит пробой искрового промежутка, в результате которого разряд перетекает на опору, имеющую потенциал земли, не повреждая изоляции. Сопротивление опоры уменьшают, используя специальные заземляющие устройства.

Подготовка и монтаж

Технологический процесс сооружения ВЛЭП состоит из подготовительных, строительно-монтажных и пусковых работ. К первым относят закупку оборудования и материалов, железобетонных и металлических конструкций, изучение проекта, подготовку трассы и пикетаж, разработку ППЭР (плана производства электромонтажных работ).

Строительные работы включают в себя рытье котлованов, установку и сборку опор, распределение по трассе арматуры и комплектов заземления. Непосредственно монтаж воздушных линий электропередач начинают с раскатки проводов и тросов, выполнения соединений. Затем следует подъем их на опоры, натяжка, визирование стрел провеса (наибольшего расстояния между проводом и прямой линией, соединяющей точки его крепления к опорам). В завершение увязывают провода и тросы на изоляторах.

Кроме общих мер безопасности, работы на воздушных линиях электропередач подразумевают соблюдение следующих правил:

• Прекращение всех работ при приближении грозового фронта.
• Обеспечение защиты персонала от воздействия наведенных в проводах электрических потенциалов (закорачивание и заземление).
• Запрещение работы в ночное время (кроме монтажа пересечений с путепроводами, железными дорогами), гололеде, тумане, при скорости ветра более 15 м/с.

Перед вводом в эксплуатацию проверяют стрелу провеса и габариты линии, измеряют падение напряжения в соединителях, сопротивление заземляющих устройств.

Обслуживание и ремонт

По регламентам работ все воздушные линии свыше 1 кВ каждые полгода подлежат осмотру обслуживающим персоналом, инженерно-техническими работниками — 1 раз в год, на предмет следующих неисправностей:

• набросов посторонних предметов на провода;
• обрывов или перегорания отдельных фазовых проводов, нарушение регулировки стрел провеса (не должны превышать проектные более чем на 5 %);
• повреждения или перекрытия изоляторов, гирлянд, разрядников;
• разрушений опор;
• нарушений в охранной зоне (складирование посторонних предметов, нахождение негабаритной техники, сужение ширины просеки, вследствие разрастания деревьев и кустарников).

Внеочередные осмотры трассы проводят при образовании наледи, в период разлива рек, природных и техногенных пожаров, а также после автоматического отключения. Осмотры с подъемом на опоры проводят по мере надобности (минимум 1 раз в 6 лет).

В случае обнаружения нарушения целостности части проволок провода (до 17 % общего сечения), поврежденный участок восстанавливают наложением ремонтной муфты или бандажа. При больших повреждениях провод разрезают и вновь соединяют специальным зажимом.

В ходе текущего ремонта воздушной трассы выправляют покосившиеся опоры и подкосы, проверяют затяжку всех резьбовых соединений, восстанавливают защитный покрасочный слой на металлоконструкциях, нумерацию, знаки и плакаты. Замеряют сопротивление заземляющих устройств.

Капитальный ремонт воздушных линий электропередач подразумевает выполнение всех работ текущего ремонта. Помимо этого, осуществляется полная перетяжка проводов с замером переходного сопротивления соединительных муфт и проведением послеремонтных испытательных мероприятий.