RU2137234C1 - Высоковольтный провод для воздушных линий электропередачи напряжением около и выше 60 кв - Google Patents

Высоковольтный провод для воздушных линий электропередачи напряжением около и выше 60 кв Download PDF

Info

Publication number
RU2137234C1
RU2137234C1 RU95119835A RU95119835A RU2137234C1 RU 2137234 C1 RU2137234 C1 RU 2137234C1 RU 95119835 A RU95119835 A RU 95119835A RU 95119835 A RU95119835 A RU 95119835A RU 2137234 C1 RU2137234 C1 RU 2137234C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wire
wires
insulation
layer
power lines
Prior art date
Application number
RU95119835A
Other languages
English (en)
Other versions
RU95119835A (ru
Inventor
Хинккури Антеро
Матикайнен Кейо
Original Assignee
НК Кэйблз Ой
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by НК Кэйблз Ой filed Critical НК Кэйблз Ой
Publication of RU95119835A publication Critical patent/RU95119835A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2137234C1 publication Critical patent/RU2137234C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00Power cables
    • H01B9/02Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients
    • H01B9/027Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients composed of semi-conducting layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02Disposition of insulation
    • H01B7/0291Disposition of insulation comprising two or more layers of insulation having different electrical properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00Power cables
    • H01B9/008Power cables for overhead application

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Suspension Of Electric Lines Or Cables (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

Изобретение относится к высоковольтному проводу, рассчитанному на высокие напряжения, предназначенному для воздушных линий электропередачи с напряжениями приблизительно 60 кВ и выше. В соответствии с изобретением провод покрыт изоляцией и экранирован от искрового пробоя, возникающего в результате контакта с другим проводом, причем изоляционное покрытие на проводе содержит полупроводящий слой, охватывающий провод, наружный атмосферозащищенный поверхностный слой изоляции и между ними слой, обеспечивающий фактическую изоляцию. Технический результат - получение воздушных линий электропередачи, которые требуют более узких полос земли под ними и уменьшение электрических и магнитных полей. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к высоковольтному проводу для воздушных линий электропередачи напряжением около и выше 60 кВ.
До сих пор используемые высоковольтные воздушные линии электропередачи, в которых напряжение на фазовых проводах превышает примерно 20 кВ, содержат неизолированные (голые), то есть по существу не закрытые провода. Поэтому провода должны монтироваться на опорных конструкциях с тем, чтобы обеспечить расстояние между проводами, достаточное для предотвращения соударения проводов.
С другой стороны, названные линии (PAS-линии), которые представляют собой воздушные провода, снабженные простой пластмассовой оболочкой, применяются в диапазоне напряжений порядка 20 кВ для замены неизолированных проводов. Изолятор часто представляет собой перекрестно-сшитый полиэтилен XLPE(PEX). Изоляция определяется таким образом, чтобы выдерживать электрические напряжения, возникающие из-за соударения проводов, но она не предназначена для полной изоляции провода, что имеет место в кабелях. Часто PAS-провод представляет собой альтернативу решениям, использующим более дорогостоящие подземные кабели.
Изоляционные материалы или оболочки не применяются для проводов напряжением, превышающим порядка 60 кВ, и в частности не применяются для проводов с высоким напряжением порядка 110 кВ и выше, поскольку слои известных изоляционных материалов, используемые в воздушных линиях электропередачи, должны иметь значительную толщину для обеспечения достаточной изоляции. Поэтому опорные конструкции, изоляторы, изолирующая арматура и электроарматура главным образом спроектированы для неизолированных проводов.
В течение последних десяти лет все возрастающее внимание уделяется электрическим и магнитным полям, создаваемым линиями электропередачи, и их возможным воздействиям на здоровье живущих поблизости людей. В некоторых штатах США и в Италии уже установлены ограничения на электрические и магнитные поля линий электропередачи.
На электрические и магнитные поля, создаваемые воздушными линиями электропередачи, может влиять относительное расположение проводов в плоскости, перпендикулярной к направлению проводов. Размещение проводов как можно ближе друг к другу, например, в вершинах равностороннего треугольника, позволяет получить минимальные поля. Кроме того, при размещении проводов ближе друг к другу требуются более узкие полосы под линиями электропередачи, и это позволяет сэкономить, по меньшей мере, на приобретении земельных участков. Однако минимальные расстояния между проводами, требуемыми для неизолированных проводов линий высокого напряжения для предотвращения короткого замыкания, перекрытия изолятора дугой и коронного разряда, на практике препятствовали какому-либо существенному уменьшению электрических и магнитных полей в зоне линий электропередачи и в непосредственной близости от нее.
Задачей настоящего изобретения является создание высоковольтного провода для воздушных линий посредством которого можно получить воздушные линии электропередачи, которые требуют более узких полос земли под ними и создают меньшие электрические и магнитные поля. Эта задача решается за счет того, что высоковольтный провод согласно данному изобретению покрыт изоляцией и защищен (экранирован) от искрового пробоя, возникающего при контакте с другим проводом, причем изоляционное покрытие на проводе содержит полупроводниковый слой, охватывающий провод, наружный поверхностный слой изоляции и слой между ними, обеспечивающий фактическую изоляцию.
За счет соответствующего выбора слоя изоляции в проводе согласно изобретению и в результате выполнения большого количества испытаний для определения уровня безопасности и прочности проводов был получен тонкий провод для линий высокого напряжения, который экономичен в изготовлении. Этот провод позволяет решить большую часть проблем, связанных с линиями электропередачи обычной конструкции. При использовании провода согласно изобретению можно уменьшить ширину полос земли (коридора) под линиями электропередачи, составляющую в настоящее время порядка 15 м, примерно в два раза (при вертикальном расположении) при напряжениях, например, 110 кВ, и, например, напряженность магнитных полей значительно уменьшается по сравнению с напряженностью полей существующих линий.
Другие предпочтительные примеры выполнения изобретения отличаются признаками, приведенными в нижеизложенных пунктах формулы изобретения.
Далее изобретение описывается более подробно на примерах со ссылками на чертежи, на которых изображен провод согласно изобретению.
На чертеже показан провод, рассчитанный на напряжение 110 кВ, включающий проводник круглого сечения из алюминиевого сплава, скрученный из проволок 3 и имеющий диаметр порядка 20 мм. Попаданию воды между слоями провода препятствует, например, жир или расширяющий при увлажнении порошок. Оболочка 4 провода изготовлена из полупроводящей пластмассы или резиноподобного материала. Полупроводность обычно достигается за счет добавления в изоляционный материал поперечно-сшитой структуры с примерно 30 - 40% технического углерода (газовой сажи) (если в изоляционном материале используется газовая сажа, то полупроводящий эффект может быть получен уже при введении 10% добавок). В покрытом изоляцией проводе, рассчитанном на напряжение 110 кВ, закрывающий провод слой имеет толщину порядка 1 - 2 мм. Назначение оболочки провода заключается в том, чтобы нейтрализовать пики напряжения на неровной поверхности провода, скрученного из металлических проволок, и чтобы предотвратить образование зон разряда.
Фактически изолирующий слой 1, окружающий полупроводящий слой 4 представляет собой пластик XLPE высокой чистоты на основе поперечно-сшитого полиэтилена с толщиной около 5 мм для напряжения 110 кВ. Высокая чистота требуется для минимизации риска искрового пробоя через изоляционный материал при высоких напряжениях. Поперчно-сшитый полиэтилен применяется главным образом вследствие его высокой степени чистоты, высокого сопротивления, прочности и изолирующих свойств. Наружный слой представляет собой слой изоляции толщиной около 1,5 мм, в который добавлена, например, газовая сажа (технический углерод) для достижения атмосферозащищенности. Содержание газовой сажи предпочтительно составляет 2 - 3%, что обеспечивает достаточные защитные свойства, например, против ультрафиолетового излучения, не придавая при этом слишком большой проводимости поверхностному слою провода.
Вместо поперечно-сшитого полиэтилена (XLPE, PEX) в качестве исходного материала можно использовать этилен-пропиленовый каучук, то есть ЕР-каучук (EDPM (СКЭП) - тройной этилен-пропиленовый каучук с диеновым сомономером или EPR (СКЭП) - этилен-пропиленовый каучук).
Приведенный в качестве примера провод согласно изобретению напряжением, например, 110 кВ, имеет следующие характеристики: наружный диаметр около 39 мм, масса 1730 кг/км, разрушающая нагрузка 110 кН и максимально допустимая нагрузка 660 А. Помимо линий переменного тока провод согласно изобретению может с тем же успехом применяться для электропередачи постоянного тока, в этом случае три фазовых провода заменяются, например, двумя проводами (ток+"Земля").
Таким образом, провод согласно изобретению покрыт слоем изоляции, который значительно тоньше, чем в конструкции обычных кабелей. Размеры слоя изоляции выбраны так, чтобы выдерживать соударение фазовых проводов внутри пролета. Поэтому не предпринималось никаких попыток выполнить полную изоляцию провода с помощью изолирующего слоя, но токи утечки порядка нескольких миллиампер существуют на наружном слое, и, следовательно, чрезвычайно опасно дотрагиваться, например, до провода под напряжением 110 кВ голыми руками.
При испытаниях, при которых напряжение 120 кВ подавалось между двумя проводами, провода соударялись 540 000 раз без искрового пробоя. Кроме того, с теми же проводами проводилось испытание при отклоненном в течение 17 дней положении проводов; при этом испытании на проводах, прислоненных друг к другу, не возникало искрового пробоя. Таким образом, провода согласно изобретению могут ударяться один о другой, например, вследствие сил, возникающих при коротком замыкании, или из-за ветра. Таким образом, требуемые минимальные расстояния между проводами должны рассчитываться с учетом других факторов, применимых к данной ситуации, а не на базе критерия для случая короткого замыкания. Оказалось возможным уменьшить расстояния между фазовыми проводами, рассчитанными на 110 кВ, от расстояний в 2 м, используемых в настоящее время до примерно половины от указанного расстояния.
Во всяком случае оказалось, что защищенные (экранированные) провода согласно изобретению обеспечивают возможность существенного уменьшения расстояний между фазами и сокращения ширины полос под линиями электропередачи. Следствием этого является небольшая величина электрических и магнитных полей, создаваемых линиями с защищенными проводами по сравнению с обычными линиями.
В таблице (см. в конце описания) показаны зависимости значений магнитной индукции высоковольтной воздушной линии электропередачи на уровне поверхности земли для различных типов проводов. Сравнение включает обычную линию без изоляции с горизонтальной, треугольной и вертикальной конфигурациями при стандартных расстояниях между фазами 2 м и PAS - линию с экранированными проводами согласно изобретению с горизонтальной, вертикальной, треугольной конфигурациями и конфигурацией в виде равностороннего треугольника при расстояниях между фазами 1,15 м. Основные данные, при которых были получены результаты измерений, приведенные в таблице 1, следующие:
- U = 123 кВ
- Ток нагрузки 100 А, мощность P = 18 МВт
- Экранированный провод: SAX 355, σo = 40 H/мм2
- Неизолированный провод: Duck, σo = 40 H/мм2
- Молниеотвод: Sustrong, σo = 60 H/мм2
- Температура провода под током +15oC
- Температура молниеотвода +5oC
- Зазор между самым нижним проводом под током и землей 5,9 м при +70oC (разрешенная минимальная высота)
- Пролет ae = a = 200 м
На основе данных таблицы 1 можно сделать следующие выводы относительно магнитного поля:
- когда расположение проводов горизонтальное, максимальное значение магнитной индукции в PAS-линии уменьшается до примерно одной трети по сравнению с соответствующей линией без изоляции. Магнитная индукция уменьшается до уровня фонового излучения (0,1 μкТ) при расстояниях соответственно 33 м и 16 м от центра линии,
- при вертикальном расположении проводов максимальное значение магнитной индукции PAS - линии уменьшается примерно наполовину по сравнению с обычной линией. Магнитная индукция уменьшается до уровня фонового излучения при расстояниях соответственно 33 м и 18 м от центра линии,
- при расположении проводов в виде треугольника максимальное значение магнитной индукции линии не отличается в сколько-нибудь значительной степени от значения для обычной линии. Однако магнитная индукция уменьшается при PAS-проводах до уровня фонового излучения при расстоянии 21 м от центра линии, в то время как в случае соответствующей линии без изоляции требуется расстояние 25 мм. Эта довольно незначительная разница имеет место вследствие того, что расположение проводов определяется другими факторами, например, свободным воздушным промежутком, а не расстоянием между проводами. Таким образом, конструкцию примерно одна и та же при проводах обоих типов. Однако при измерениях было установлено, что при PAS-линии имеется уменьшение наполовину максимального значения напряженности электрического поля.
- расположение в виде равностороннего треугольника ( Δ ) проводов PAS-линии, очевидно, является наилучшим решением с точки зрения создаваемых полей. По сравнению с обычной линией электропередачи с горизонтальным расположением проводов максимальное значение магнитной индукции составляет только около одной пятой части и магнитная индукция уменьшается до уровня фонового излучения уже на расстоянии 13 м от линии.
Провод согласно изобретению может быть изготовлен известными способами без каких-либо существенных изменений по сравнению, например, с линиями для изготовления подземных кабелей. С помощью способа экструзии в три канала (triple extrusion) все покрывающие слои на проводе могут быть получены за одну операцию.
Для специалиста в данной области очевидно, что различные примеры выполнения изобретения не ограничены представленными выше примерами, но могут изменяться свободно в пределах объема нижеприведенных пунктов формулы изобретения.

Claims (4)

1. Высоковольтный провод для воздушных линий электропередачи напряжением около и выше 60 кВ, содержащий полупроводящий слой, охватывающий провод, отличающийся тем, что провод (3) покрыт изоляционным покрытием и экранирован от искрового пробоя, возникающего в результате контакта с другим проводом, причем изоляционное покрытие на проводе (3) содержит указанный полупроводящий слой (4), охватывающий провод, наружный атмосферозащищенный поверхностный слой (2) изоляции и между ними слой (1), обеспечивающий фактическую изоляцию.
2. Провод по п.1, отличающийся тем, что в качестве изоляционного материала слоя (1) выбран поперечно-сшиваемый полиэтилен (XL РЕ).
3. Провод по п.1, отличающийся тем, что изоляционным материалом слоя (1) является этиленпропиленовый каучук (ЕРD М-тройной этиленпропиленовый каучук с диеновым сомономером или ЕPR-этиленпропиленовый каучук).
4. Провод по п. 4, отличающийся тем, что атмосферозащищенный поверхностный слой (2) изоляции получен путем смешивания около 2-3% газовой сажи с изоляционным материалом.
RU95119835A 1993-04-27 1994-04-26 Высоковольтный провод для воздушных линий электропередачи напряжением около и выше 60 кв RU2137234C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI931897A FI95632C (fi) 1993-04-27 1993-04-27 Suurjännitejohdon johdin n. 60 kV ja sitä korkeampijännitteisiä ilmajohtoja varten
FI931897 1993-04-27
PCT/FI1994/000159 WO1994025968A1 (en) 1993-04-27 1994-04-26 High-voltage line conductor for overhead lines for voltages of approximately 60 kv and higher

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95119835A RU95119835A (ru) 1997-12-20
RU2137234C1 true RU2137234C1 (ru) 1999-09-10

Family

ID=8537813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95119835A RU2137234C1 (ru) 1993-04-27 1994-04-26 Высоковольтный провод для воздушных линий электропередачи напряжением около и выше 60 кв

Country Status (9)

Country Link
AU (1) AU6539894A (ru)
CZ (1) CZ286129B6 (ru)
FI (1) FI95632C (ru)
HU (1) HU215306B (ru)
NO (1) NO319576B1 (ru)
PL (1) PL177367B1 (ru)
RU (1) RU2137234C1 (ru)
SE (1) SE505269C2 (ru)
WO (1) WO1994025968A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2269172C8 (ru) * 2004-06-21 2007-05-27 Владимир Александрович Пахотин Высоковольтный провод
RU206947U1 (ru) * 2021-07-21 2021-10-04 Общество с ограниченной ответственностью Научно-Исследовательский Институт «Промышленные и Электрические Решения» Кабель силовой с полипропиленовой изоляцией
RU227388U1 (ru) * 2023-03-27 2024-07-18 Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности Провод защищенный для воздушных линий электропередачи

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH714403A1 (de) * 2017-12-04 2019-06-14 Axpo Power AG Leiterseilüberbrückungsvorrichtung und Verwendung in einem Umrüst- oder Herstellungsverfahren für Freileitungsmasten.
CN112102981B (zh) * 2020-09-21 2021-04-16 江苏易鼎复合技术有限公司 一种金属包复合材料型线绞合加强芯架空导线及其制作方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2105564A5 (en) * 1970-09-11 1972-04-28 Roger Claude Power cable sheathing - pref polysulphone to increase the rating of existing cables and pylons
US3684821A (en) * 1971-03-30 1972-08-15 Sumitomo Electric Industries High voltage insulated electric cable having outer semiconductive layer
IT1154815B (it) * 1980-06-30 1987-01-21 Pirelli Conduttore per linea aerea perfezionato
GB8432608D0 (en) * 1984-12-22 1985-02-06 Bp Chem Int Ltd Strippable laminate
DE3533507A1 (de) * 1985-09-20 1987-04-02 Kabelmetal Electro Gmbh Elektrische freileitung, insbesondere fassadenkabel
IT1191731B (it) * 1986-04-14 1988-03-23 Pirelli Cavi Spa Cavo elettrico ad isolante estruso con conduttore tamponato,tamponante per conduttori di cavi elettrici e loro procedimento di fabbricazione
GB2223877B (en) * 1988-10-17 1993-05-19 Pirelli General Plc Extra-high-voltage power cable

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2269172C8 (ru) * 2004-06-21 2007-05-27 Владимир Александрович Пахотин Высоковольтный провод
RU206947U1 (ru) * 2021-07-21 2021-10-04 Общество с ограниченной ответственностью Научно-Исследовательский Институт «Промышленные и Электрические Решения» Кабель силовой с полипропиленовой изоляцией
RU227388U1 (ru) * 2023-03-27 2024-07-18 Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности Провод защищенный для воздушных линий электропередачи
RU227387U1 (ru) * 2023-03-27 2024-07-18 Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности Провод защищенный для воздушных линий электропередачи
RU227389U1 (ru) * 2023-03-27 2024-07-18 Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности Провод защищенный для воздушных линий электропередачи

Also Published As

Publication number Publication date
PL311473A1 (en) 1996-02-19
HU215306B (hu) 1998-11-30
WO1994025968A1 (en) 1994-11-10
SE505269C2 (sv) 1997-07-28
NO954289L (no) 1995-10-26
NO954289D0 (no) 1995-10-26
SE9503734L (sv) 1995-10-24
CZ272795A3 (en) 1996-02-14
FI931897A0 (fi) 1993-04-27
SE9503734D0 (sv) 1995-10-24
AU6539894A (en) 1994-11-21
HUT73303A (en) 1996-07-29
HU9502999D0 (en) 1995-12-28
CZ286129B6 (cs) 2000-01-12
FI95632B (fi) 1995-11-15
FI931897A (fi) 1994-10-28
NO319576B1 (no) 2005-08-29
FI95632C (fi) 1996-02-26
PL177367B1 (pl) 1999-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5936825A (en) Rise pole termination/arrestor combination
FI92773B (fi) Päällystetty avojohto suurjännitteelle
US4025715A (en) Shielded electric cable
AU755659B2 (en) High voltage direct current (HVDC) cables and subsea installation of same
AU775100B2 (en) Creeping discharge lightning arrestor
Souza et al. Analysis of the impulse breakdown behavior of covered cables used in compact distribution lines
RU2137234C1 (ru) Высоковольтный провод для воздушных линий электропередачи напряжением около и выше 60 кв
US3794752A (en) High voltage cable system free from metallic shielding
He et al. Discussion on measures against lightning breakage of covered conductors on distribution lines
Pedersen et al. Development of a compressed-gas-insulated transmission line
CA2296672A1 (en) Method of preventing break in insulated wire and instantaneous power failure
CN219105803U (zh) 一种铝芯交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套电力电缆
Sekioka Experiments for multiphase flashover study in medium-voltage line due to direct lightning hit
Dyer Insulated Power Cables Used in Underground Applications
SU785925A1 (ru) Устройство дл выравнивани электрического потенциала
Beer et al. Practice and accepted rules of shielding power cables
KR20230175124A (ko) 직류 전력케이블 시스템
Geldenhuys et al. Practical insulation co-ordination of woodpole distribution lines in high-lightning areas
Landinger 2 Basic Dielectric
JPH08315640A (ja) 給電線内蔵架空地線の給電方式
JPH031764B2 (ru)
TH6815B (th) ระบบในการป้องกันฟ้าผ่า
TH5168A (th) ระบบในการป้องกันฟ้าผ่า
JPS6123730B2 (ru)
GB705540A (en) Improvements in or relating to cable installations having multi-core electric cable