1izolatori VN

7/22/2019 1izolatori VN

1/17

1. Osnovno o mreama

1.1 Uvod

Nerijetko je pojam elektroenergetska mrea kolokvijalni sinonim za elektroenergetskisustav (EES) koji smo opisali ranije govorei o elektroenergetskim postrojenjima. Kada smogovorili o elektroenergetskom sustavu, opisali smo njegovu mreu kao karakteristianpodsustav veza izmeu pojedinih prostorno udaljenih dijelova sustava, koje jo sainjavajuelektrane, transformatorske stanice, razdjelne stanice (mjesta) i potroai. Oblik i nainprostorne povezanosti naziva se konfiguracija ili topologija mree, a pojedine veze mogu

imati razliite napone i tada su spojene preko transformatora. Prijenos vee snage u pojedinimvezama (granama) mree iz ekonomskih razloga upuuje na koritenje viih napona.

Zbog nemogunosti akumuliranja energije na putu izmeu generator i potroa,predstavlja EES tipino dinamiki sustav uslovljen nizom karakteristika svojih pojedinihdijelova. Posebnu potekou u izraunima stanja u sustavu unose interakcije koje sepojavljuju izmeu dijelova sustava kod brzih promjena ili poremeaja. Kako nas za sadainteresira elementarno premotavanje udaljenosti u prijenosu elektrine energije, promatratemo mreu samo u trajnim (stacionarnim) stanjima pogona. To podrazumijeva i razliitepromjene u radu mree radi kvarova, ali bez izrauna prijelaznih stanja.

Napon je bitan element kvalitete elektrine energije koju dobavljamo potroau i mrea nesmije biti ograniavajui faktor u regulaciji napona za bilo koju njezinu toku potronje. Zatoizrauni pojedinih dijelova mree moraju tono predvidjeti neizbjene padove napona kodzadanih optereenja, a naponi na mjestu potronje moraju trajno biti unutar propisanihgranica.

1.1.1 Razvrstavanje mrea

Ne postoji strogo odreeni nain razvrstavanja elektrinih mrea, pa se one mogurazvrstavati prema razliitim svojstvima, kako primjerice slijedi.


2/17

1. Prema vrsti struje: mree izmjenine i istosmjerne struje. Mree izmjenine struje sunajee trofazne mree s nul-vodiem ili bez njega. Kao jednofazne mree se pojavljujuobino kao ogranci trofaznih vodova. Mree istosmjerne struje su male (po snazi ikonfiguraciji) i imaju specifine namjene (uglavnom nuno napajanje). Postoje takoer mreeizmjenine i istosmjerne struje za vuu (eljeznice i sl.) koje ovdje neemo razmatrati.

2. Prema nazivnom naponu: mree niskog i visokog napona. Mree niskog napona imaju

ogranienje da na mjestu potronje napon izmeu bilo koje faze i zemlje ne smije biti vei od250 V. Sve ostale mree spadaju u visokonaponske. U praksi se pojavljuje sluaj da se zbogispitnih napona opreme i neki drugi rijetko koriteni naponi ispod 1 kV (500, 600 i 900 V)tretiraju kao naponi niskonaponske mree.

Danas je uobiajeno da se visokonaponske mree razvrstavaju jo na mree srednjegnapona, visokog napona i vrlo visokog napona, u jednakim razredima kako smo naveli kodelektroenergetskih postrojenja za opremu (samo se kod opreme uzima kao podatak najviinapon u okviru doputenih odstupanja). U nas se u nacionalnoj mrei koriste linijski naponi10, 20, 35, 110, 220 i 380 kV, a u tvornikim mreama jo 3 i 6 kV radi visokonaponskihpotroaa. Na razini sadanjeg stanja i budueg razvoja mree, ekonomski bi opravdan niznapona bio 380-110-20-0,4 kV i tomu se postupno tei kroz obnavljanje i proirenje mree.

3. Prema svrsi: prijenosne i distributivne mree. Podjela se mijenja ovisno o razini iprostornoj gustoi potronje u pojedinim EES. Mree napona do ukljuivo 110 kV smatratemo kod nas distributivnim mreama, a prijenosnim mreama one iznad tog napona.

4. Prema konfiguraciji: otvorene (radijalne) i zatvorene (prstenaste, dvostrano napajane,zamkaste, sloene) mree. Zatvorene mree su zahtjevnije ali imaju poveanu sigurnostopskrbe u sluaju kvarova.

5. Prema konstrukciji: vanjske i unutarnje mree odnosno zrani vodovi, kabeli ili plinomizolirani vodovi.

1.1.2 Izrauni mrea

U projektiranju i izvedbi mrea moraju se zadovoljiti osnovni zahtjevi na ekonomsko-tehniku opravdanost, kvalitetu i utjecaj na okoli. Ekonomsko-tehnika opravdanost znai damrea mora biti izvedena na nain da u investiciji, eksploataciji i odravanju postignemaksimalnu opravdanost rjeenja koje nude projektant i izvoa. Kvaliteta opreme seosigurava ISO standardima, a kvaliteta isporuene energije ukljuuje sigurnost napajanja ipromjene napona iskljuivo u propisanim (i ugovorenim) granicama. Utjecaj na okoliprvenstveno podrazumijeva bezopasnost po okoli. Povremeni proboji i preskoci moguprouzroiti zapaljenja, a u odnosu na druge ureaje i ive organizme bezopasnost nijeapsolutna nego je propisana vrijednostima doputenih jakosti polja u promatranimpodrujima.

Kod projektiranja elektrine mree (ili njenih dijelova) prave se detaljni izrauni koje trebapoznavati projektant naeg profila. To znai da moraju biti ukljueni svi aspekti rjeenja aposebno:

1. Razlike i promjene napona u odreenim tokama mree. Zadatak je obino da se odredipresjek vodia prema doputenoj razlici napona. Istodobno se moe rijeavati regulacijanapona (primjerice na otcjepima transformatora) ako se izlazi iz doputenih okvira.

2. Toplinsko optereenje i zagrijavanje pojedinih vodova. Zadatak je da se provjeridoputena jakost struje kod najveih optereenja voda i njegovo zagrijavanje u okoliu ukojem se nalazi.


3/17

3. Mehanika vrstoa vodova. Zadatak je da se kontrolira optereenje i naprezanje vodiai svih mehanikih dijelova u najnepovoljnijim uvjetima pogona i okolia, te da se izbjegnunedoputena mehanika naprezanja, a takoer pomaci i promjene koje bi mogle ugrozitisigurnosne razmake i doputena optereenja (vjetar, led, kidanje vodia i dr.).

4. Podnosivost struja kratkog spoja.

5. Efikasnost uzemljenja.6. Zatita od atmosferskih ili sklopnih prenapona i dr.

Obujam i sadraj izrauna ovisi o veliini projekta i ovdje emo se zadrati na sadrajimavezanim za toke 13. Sadraji vezani za toke 4 i 5 su proli semestar izloeni u okvirupredavanja o elektroenergetskim postrojenjima.

Pored toga to valja izraditi navedene izraune i pridravati se propisanih normi istandarda, treba kod projektiranja i pogona elektroenergetskih mrea ispunjavati i svezakonske propise iz podruja ove djelatnosti.

1.2 Osnovno o izvedbama mrea

Unutarnje mree, smjetene u zgradama, izvode se u pravilu pomou izoliranih vodia kojise polau u cijevi, na police ili odgovarajue drae. U mnogim sluajevima koriste se kabelikoji se takoer postavljaju u posebne kanale, tunele ili vertikalne prodore. Velike zgradeimaju esto dijelove katova ili ak meukatove (smanjene visine) koji sadre svu potrebnuelektroenergetsku (uz strojarsku, protupoarnu i dr.) opremu, ukljuujui transformatore sniskonaponskim razvodom. Ponekad su u tvornikim halama prikljuci elektrinih motoraizvedeni zatienim dovodnim tranicama radi fleksibilnosti razmjetaja radnih strojeva.

Vanjske mree izvode se veim dijelom kao nadzemne, a u nekim sluajevima kaopodzemne. Uobiajene nadzemne mree sastoje se od zranih (ili zranih) vodova sneizoliranim vodiima privrenim pomou izolatora na visoke stupove. Diovisokonaponskih mrea u zemljama s izuzetno tekim klimatskim uvjetima izveden jepomou plinom izoliranih vodova koji se postavljaju uglavnom nadzemno. Podzemne mreeizvode se kabelima ili plinom izoliranim vodovima (u najgue naseljenim gradovima) koji sepolau u zemlju. U posebnim prilikama specijalni kabeli se polau po morskom dnu. Kabeli iplinski vodovi su viestruko skuplji od zranih vodova, a polaganje u zemlju samo jo podiecijenu investicije.

1.3 Zrani vodovi

Zrani vodovi su najzastupljeniji u prijenosu elektrine energije. U odnosu na kabelenormalno imaju prednost u cijeni i odravanju (popravkama kvarova). Nedostatci suizloenost klimatskim (led, vjetar, grom) i sluajnim (letjelice, neovlatene osobe)oteenjima. Razvrstavanje zranih vodova moe se provesti po vie kriterija od kojih su neki:

- nazivni napon voda,- broj strujnih krugova voda,- materijal i konstrukcija vodia,- materijal i konstrukcija stupova.

Osnovni elementi zranog voda, poredani po redoslijedu izvoenja radova, su:- temelji s uzemljivaem,- stupovi s uzemljenjem,- izolatori s ovjesnim, spojnim i zatitnim priborom,


4/17

- vodii i zatitna uad.

Temelji prenose sile sa stupa na tlo i osiguravaju stabilnost voda kao graevinskog objekta.Uzemljenje osigurava da naponi koraka i dodira ostanu u doputenim granicama kod bilokakvih pogonskih stanja, a takoer je vano za pogonsku sigurnost voda.

Stupovi osiguravaju vodiima odgovarajue sigurnosne razmake i visinu nad tlom.

Dimenzioniraju se na osnovu mehanikih optereenja kao graevinski objekti.Izolatori imaju ulogu da elektriki izoliraju vodie od stupa i da ih dre u odreenim

poloajima koji osiguravaju sigurnosne razmake. Optereeni su mehaniki i elektriki, a kodpojave luka i termiki. Ovjesni pribor preuzima mehanika optereenja povezivanja vodia iizolatora sa stupom. Spojni pribor slui za osiguranje prolaza struje kod nastavljanja vodia ioptereen je termiki (Jouleova toplina) a nerijetko i mehaniki. U zatitni pribor moemosvrstati one dijelove voda koji se koriste za zatitu od prevelikih vibracija, otklanjanje luka odvodia i izolatora, oblikovanje elektrinog polja radi manjeg naprezanja izolatora i dr.

1.3.1 Vodii

Vodii zranih vodova i njihova zatitna uad rade openito pod tekim uvjetima jer su

izloeni djelovanju klimatskih uvjeta (led, vjetar, ekstremne temperature) i lokalnih kemijskihoneienja zraka. Uz dobru vodljivost, od njih se trae zahtjevna mehanika svojstva ikemijska povrinska otpornost. U osnovi imamo vodie s bakrom (i njegovim slitinama) ivodie s aluminijem (i njegovim slitinama i u kombinaciji s elikom). Iz podataka zaspecifinu masu i elektrinu vodljivost se vidi da je aluminijski vodijednake duine i otporadva puta laki od bakrenog, a i cijena mu je vie nego dvostruko nia. Aluminij ima vie oddva puta veu specifinu toplinu, ali slino manju mehaniku vrstou. Posebice ima loijuilavost i loe vodljiv oksid.

Kod zranih vodova promjer vodia je znaajan samo zbog sila vjetra. Kako je bakrenivodi (jednakog otpora po jedinici duine) manjeg promjera i vee teine, bit e njegovonjihanje uslijed vjetra manje amplitude i sigurnosni razmaci mogu biti manji (jeftinija glavastupa). Aluminijski vodie pak imati manju teinu (manje optereenje stupa) i vei promjer(manji efekt korone). U kombinaciji s elikom (aluel) imat e takoer manji provjes ueta(nii stup) kod jednakog raspona.

Prema konstrukciji vodia razlikujemo nekoliko tipova vodia:

1. Jednoini vodii. Sastoje se od samo jedne ice punog profila. Izrauju se od elika ilibakra (do 80m raspona i 16 mm2 presjeka).

2. Vieini jednovrsni vodii. Ovisno o presjeku, sastoje se obino od 7, 12, 19, 37 ili 61usukanih ica jednakog presjeka. Prednost je u boljoj savitljivosti u odnosu na puni profilposebice kod veih presjeka, ali usukanost donosi 23% poveanje duine ica u odnosu navodi. Izrauju se od bakra, aluminija, elika, aldreja (aluminijska slitina s malim udjelommangana, silicija i eljeza) i bronze (bakrena slitina s kositrom i silicijem). Standardni presjeci

(10, 16, 25, 35, 70, 95, 120, 150, 185, 240 i 300 mm2

) u stvarnosti se malo razlikuju odnavedenih i treba koristiti tonije podatke proizvoaa.

3. Vieini vodii od dva metala. Dijele se na vodie s dvije grupe homogenih ica i najednake ice od dva materijala. Osnovni primjer prvih je aluel sastavljen od pocinaniheljeznih ica jezgre i aluminijskih ica omotaa. U prvoj aproksimaciji pretpostavlja se daelik preuzima sva mehanika optereenja, a aluminij svu struju. Zato je presjek aluminija

jedan od standardnih iz gore navedenog niza, a presjek elika se iskazuje u omjeru premanjemu (obino 6:1, ali takoer 8:1 i 2,2:1). U USA se koristi proireni aluel, gdje se izmeu


5/17

jezgre i omotaa nalaze umetci od katraniziranog papira, to poveava vanjski promjer ueta usvrhu smanjenja gubitaka korone. Ovdje spadaju takoer vodii s bronzanom jezgrom ibakrenim omotaem te vodii s elinom jezgrom i omotaem iz aldreja, koji se koriste zavrlo velike raspone (5001000 m).

Ueta s jednakim icama iz dva materijala izvode se usukavanjem elinih ica obloenihbakrom (copperweld) ili aluminijem (aluweld). Prednost je dobra zatita elika od korozije i

bolja vodljivost aluminija.

Bojenje vodia specijalnom crnom bojom je noviji tehnoloki postupak posebnointeresantan za aluel jer, uz izvrsnu kemijsku zatitu, omoguava bolju emisiju Jouleovetopline iz vodia. Za jednak provjes je opteretivost crnog vodia kod 80C vea za oko 15%.Noviji trend su ovdje vrui vodii koji trajno podnose 150C (crno obojeni aluminij je legirancirkonijem, a eline ice obloene njime), kod kojih treba paljivo odmjeriti ekonomskeefekte ne samo zbog njihove cijene nego i poveanog otpora i provjesa pri takvoj temperaturi.Pitanje provjesa tehniki se rjeava koritenjem invara (slitina elika s blizu 40% nikla i malomolibdena, kod koje toplinsko rastezanje izuzetno malo u rasponu radnih temperatura) u

jezgri umjesto elika.

Sl. 1.1- Presjeci vodia

4. uplji vodii primjenjuju se kod napona 220 kV i vie radi smanjenja gubitaka korone.Mogu biti izvedeni s unutarnjim pojaanjem dranja ica ili bez njega. ice su plosnatogoblika s perom i utorom na uim staranama. Nekoliko takvih profila usukuje se na nain da sedobije tono okrugli vanjski profil vodia koji je lagan i relativno velikog promjera, imaveliku mehaniku vrstou i ne oteuje se bilo u nategnutom ili nenategnutom stanju.

Zatitno ue (jedno ili dva za napone 35 kV i vie) ima primarnu ulogu da zatiti faznevodie od atmosferskih pranjenja. Postavlja se u nosne stezaljke koje su uvrene direktnova vrhu stupa. Kako je u pravilu uzemljeno preko stupa, ono takoer osigurava dovoljno niskunultu impedanciju poeljnu radi zatite od jednopolnog kratkog spoja. Izvodi se obinopomou vodia dobre vodljivosti kakav je aluel, ali u specijalnoj izvedbi s optikim kabelomu elinoj jezgri. Optiki kabeli omoguavaju koritenje raunalnog sustava za praenje iupravljanje u EES. Jo preostaje veliki broj telekomunikacijskih kanala za iznajmljivanje i oniznaajno podiu komercijalnu vrijednost voda kroz iskoritenje u drugom gospodarskomsegmentu.

Vodii se isporuuju u ogranienim duinama i potrebno ih je nastavljati koristeiodgovarajue spojnice. Po izvedbi su spojnice (kao i stezaljke) vijane, zakovine zarezne ili

kompresijske. Danas se preteito koriste kompresijske spojnice radi kvalitete i pouzdanosti.Spojnice krae izvedbe koriste se za popravak oteenog vodia. Za meusobno spajanjealuminijskih i bakrenih vodia koriste se spojnice s prireenim kontaktnim spojevimaaluminija i bakra.

Pokazat emo kasnije da je najvee mehaniko optereenje vodia na mjestu spoja sastezaljkama. Usto je zapaena pojava titranja vodia u vertikalnoj ravnini pri malim brzinamavjetra (amplitude titranja su reda nekoliko centimetara a frekvencije izmeu 10 i 100 Hz).Zbog toga dolazi do odvijanja matica potpornja, mehanikog kvara na izolatorskim lancima,


6/17

pa ak i prekida vodia usljed zamora materijala u stezaljci. Ovo se sprijeava protutitrajnimstezaljkama ili priguivaima. U nas se koriste priguivai, koji se montiraju na vodi naodreenim razmacima od stezaljke kako bi preuzeli najvei dio titrajnog optereenja.

Treba spomenuti i pojavu njihanja vodia s velikom amplitudom (otklon do 6 m afrekvencija manja do 1 Hz u velikim rasponima). Da se smanji amplituda njihanjaizolatorskog lanca doputeno je na njega montirati dodatni teret, ali tako da ne premai

ukupno doputeno optereenje.

Kod vodia u snopu treba osigurati da uzajamnim trenjem ne bi jedan drugoga otetili, tese koriste odstojnici razliitih izvedbi (uobiajeni razmak je 400 mm). Obino su krunogoblika s odgovarajuim brojem stezaljki za vodie i montiraju se okomito na smjer vodia(izuzetak je sluaj dva vodia, kada se montiraju u njihovoj ravnini) na vie mjesta u rasponu.

U blizini letalita obvezno je na vodie u rasponima dalekovoda postaviti propisane velikeplastine lopte bijele i crvene boje.

1.3.2 Izolatori

Izolatori nose vodie i fiksiraju njihovo mjesto u rasporedu razmaka vodia samih i sa

uetima i dijelovima stupa, a osiguravaju dobru izolaciju vodia pri najveim pogonskimnaponima. Njihova funkcija zahtijeva sigurna i trajna mehanika i izolacijska svojstva. Vrste,karakteristike i izbor smo verazmatrali u okviru kolegija iz elektroenergetskih postrojenja.

U mreama su u najiroj primjeni porculanski izolatori. Do napona 35 kV koriste sepotporni zvonoliki izolatori. Za uvrenje na stup koriste se potpornji na koje seniskonaponski izolatori navijaju (srednjenaponski izolator ima vezacementiran potporanj).Za eljezne stupove koriste se ravni, a za drvene stupove savinuti potpornji.

(1) (2) (3) (4) (5)

Sl. 1.2 - Izolatori: (1) NN potporni, (2) SN potporni, (3) VK tip, (4) tapni (L tip), (5) kompozitni

Starija rjeenja izolatora su steatitni masivni izolatori i porculanski tapni izolatori. tapniizolatori dalekovoda se danas rade iz kompozitnih materijala. Jezgru ini tap iz staklenimvlaknima armirane poliesterske smole koja osigurava mehanika svojstva, a omotarebrastoprofilirana silikonska guma. Metalna ovjesita moraju biti paljivo izvedena da svojimzavretcima pokriju silikon i osiguraju kliznu stazu. Tehnoloki proces mora osigurati kontaktsilikona i poliestera bez ukljuaka zraka. Kompozitni izolatori imaju prednost u teini,elastinosti te odbojnosti na vodu i neistoe iz zraka. Ovdje je samoienje izuzetno vano

jer nemamo mogunost pranja kao kod postrojenja.


7/17

(1) (2) (3) (4)

Sl. 1.3- Izolatorski lanci: (1) porculanski, (2) stakleni magleni, (3) stakleni, (4)aerodinamini

Kod 35 kV i iznad toga koriste se ovjesni izolatori. Ovjesni izolatori se obino izvode kaolanani izolatori sastavljeni od kapastih lanaka. Alternativni materijal porculanu je kaljenostaklo, gdje se mogu vidjeti oteenja. Broj kapastih lanaka u izolatorskom lancu ovisi onajviem naponu i otpornosti na bona naprezanja (vjetar). Pojedini lanci izolatora spajaju seumetanjem batia u zdjelicu te osiguranjem spoja odgovarajuim zatikom. Lako sastavljanje irastavljanje kapastih lanaka bitno je za montau i zamjenu (pod naponom) oteenihdijelova, pa je preciznost obrade spojnih dijelova izuzetno vana. Radi boljeg odravanja

sigurnosnih razmaka kod najjaih vjetrova koriste se zavjeenja u obliku slova V s dvaizolatora (a nagnutost izolatora doprinosi boljem samoienju). Za sastavljanje u kompletanlanac koristi se ovjesni i zatitni pribor. Kada se zbog velikih vertikalnih optereenja koristedvostruki izolatorski lanci, oni se na krajevima povezuju odstojnicima. Na krajevima lanacese postavljaju rogovi koji osiguravaju da eventualni proboj odvede luk kroz zrak bez oteenjapovrine izolatora. Kod viih napona se takoer postavljaju torusni potencijalni prsteni kojionemoguavaju visoke jakosti polja na metalnim dijelovima ovjesa koji su obuhvaeniprstenom. Na donjem dijelu izolatora nalazi se stezaljka za vodi. Stezaljka moe biti pofunkciji nosna ili otponska. Nosne (vrste) stezaljke fiksno dre vodi, ali su najee gibljivoovjeene o izolatorski lanac. Otponske (otpusne) stezaljke doputaju vodiu da proklizne izutvrene pozicije kad nateg vodia s jedne strane premai odreenu vrijednost i povueizolatorski lanac. Radi toga se smanjuju sile koje djeluju na nosne stupove. Postoje i klizne

stezaljke koje doputaju vodiu proklizavanje i potpuno uzduno rastereenje nosnih stupova,ali se u nas ne koriste. Na zateznim (rasteretnim) stupovima izolatorski lanci vise gotovovodoravno, a zatezna stezaljka vrsto dri vodi. Vodi tu prelazi u kratki spojni vodikojislobodno visi ispod izolatora. Pri tome se vodi rauna o sigurnosnom rasporedu spojnihvodia u glavi zateznog stupa.

1.3.3 Pribor

Osnovni pribor za montau vodova dijelimo u spojni (spojnice za galvansko spajanjevodia), potporno-ovjesni (podupore ili zavjeenja izolatora i vodia) i zatitni (elektriki imehaniki) pribor. Izrauje se od kovanog elika, tempernog lijeva i aluminijskih slitina (zaeljezo je obvezno antikorozijsko pocinavanje).


8/17

(1) (2)

(3)

Sl. 1.4 - Spojnice: (1) stezna, (2) zarezna, (3) kompresijska

Prema izvedbi, spojnice mogu biti rastavljive (stezne vijane) ili nerastavljive (zakovine,zarezne ili kompresijske). Za nerastavljive spojnice su potrebni specijalni alati. Za meusobnospajanje bakrenih i aluminijskih vodia koriste se bimetalni Cu-Al spojevi kako bi se izbjegloelektrolitsko oteenje kontaktnih povrina tijekom vremena. Za spajanje aluel vodia koristese spojnice koje su sastavljene iz dva dijela: unutarnje spojnice elinog ueta i vanjskespojnice aluminijskog opleta.

(1) (2)

Sl. 1.5 - Stezaljke: (1) nosna, (2) otponska

Vodii se smjetaju u nosne ili otponske stezaljke zavjeene na krajevima izolatora (faznivodii) ili uvrene na vrhovima stupova (zatitni vodii). Otponske stezaljke fiksiraju vodiu normalnom stanju a imaju svojstvo da, kod graninog kuta vodia koji izlazi iz njih(primjerice kod prekida vodia na trasi), puste vodida klizi kao kod nosne stezaljke i timeonemoguuje preoptereenje svoga stupa. Leite vodia u nosnoj ili otponskoj stezaljki jepaljivo oblikovano, jer se na tim mjestima pojavljuju najvea naprezanja u vodiu, kakoemo vidjeti kod kasnijih izrauna. Kod izolatorskih lanaca se mogu primijeniti i produniciza sluaj potrebe, a kod dvostrukih ili viestrukih lanaca koriste se odstojnici montirani nakrajeve lanaca.

Podupore izolatora koriste se kod srednjeg i niskog napona, a obino su zacementirane uizolatore (kod starih rjeenja za niski napon koristi se i navijanje izolatora pomouimpregnirane kudelje).

Ovjesni izolatori ('lanci') koriste pribor za zavjeenje u kombinaciji sa zatitnim priborom(iskrita u obliku 'rogova' za odvoenje prenapona koji se mogu pojaviti na vodu, te torusni(ili slino oblikovani) prsteni za 'zasjenjenje' otrih dijelova pribora koji bi mogli prouzroitiprevisoka lokalna elektrina polja). Ovdje su iskrita samo lokala mogunost rastereenja i nemogu zamijeniti puno sigurnije i tonije odvodnike prenapona.


9/17

(1) (2)

Sl. 1.6 - Nosni izolatorski lanac: (1) jednostruki, (2) dvostruki

(1) (2)

Sl. 1.7 - Nosni izolatorski lanac za snop od dva vodia: (1) jednostruki, (2) dvostruki


10/17

Sl. 1.8 - Zatezni izolatorski lanac: dvostruki za snop od dva vodia

Sl. 1.9 - Zatitno ue s nosnom stezaljkom i uzemljenjem preko stupa

Za uvrenje zatitnog ueta koriste se stezaljke postavljene na vrhu stupova. Jednako kaokod faznih vodia, postavljaju se nosne odnosno otponske stezaljke. Kod elino-reetkastihstupova uzemljenje zatitnog ueta se izvodi preko konstrukcije stupa, iji otpor trebakontrolirati.


11/17

(1) (2)

Sl. 1.10 - (1) odstojnik za dva ueta u snopu, (2) priguivavibracija

U mehaniki zatitni pribor ubrajaju se priguivai vibracija, odstojnici vodia i dodatniutezi. Priguivai vibracija montiraju se na uad u blizini ovjesnih stezaljki premapreporukama proizvoaa. Obino se montiraju po dva priguivaa na jednakimudaljenostima od nosne odnosno otponske stezaljke. Odstojnici vodia od prstenastoformiranog ueta osiguravaju elastian razmak (obino 40 cm) vodia u snopu, jer biuzajamno dodirivanje vodia vodilo oteenju vanjskih ica pouenja. Razmjetaju se unutarraspona ovisno o njegovoj duljini i predvienom njihanju. Dodatni utezi na krajevimaizolatorskih lanaca (olovo, lijevano eljezo) koriste se za smanjenje amplitude njihanja vodiausljed bonog vjetra.

1.3.4 Stupovi

Materijali koji se koriste za izradu stupova su drvene grede, elini profili i armirani beton.

Drvo se koristi za napone do 10 kV. Prednost mu je u maloj teini i brzoj montai. Jeftiniji suu gradnji, ali im je trajnost mala unato impregnaciji. Po trajnosti se koriste pitomi kesten,bor, jela i smreka, a za pojedine piljene ili tesane elemente takoer hrast. Kako je truljenjunajizloeniji dio pri zemlji, trajnost se poveava koritenjem armirano-betonskih temeljnihstupova, na koje se uvruju elinim obujmicama iznad zemlje.

(1) (2) (3) (4) (5)

Sl. 1.11 - Primjeri drvenih stupova: (1) niskonaponski linijski, (2) kutni A-stup 10-20 kV, (3) nosni X-stup 35 kV, (4) nosni portalni stup 110 kV, (5) zatezni kutni stup 35-110 kV

Pocinani elik je dominantan materijal u gradnji dalekovodnih stupova (dodatnobojadisanje poveava trajnost zatite). Osim cijevnih profila za napone do 10 kV, koriste seredovito kutni profili za reetkaste konstrukcije ukruene dijagonalnim tapovima. Spojevi seizvode vijcima, zakovicama ili zavarivanjem. Na temelje se postavljaju i uvruju obino


12/17

ponou sidrenih svornjaka. Najlake konstrukcije su s vrlo malom temeljnom povrinom inategnutim elinim sidrenim uetima, o kojima ovisi stabilnost stupa. Prednost konstrukcije

je da moe odgovoriti vrlo razliitim optereenjima uz minimalnu teinu stupa.

Armirano-betonski stupovi prihvatljive kvalitete rade se industrijski centrifugiranimlijevanjem betona. Obzirom na relativno veliku teinu i probleme u transportu i montai,primjenjuju se za napone do 10 kV.

(1) (2) (3) (4) (4)

Sl. 1.12 - Primjeri betonskih stupova: (1) niskonaponski stup, (2) jela 10-20 kV, (3) portalni stup 110

kV, (4) dvostruka jela 35-110 kV, (5) bava 35-110 kV

(1) (2) (3) (4) (5)

Sl. 1.13 - Primjeri jednostrukih elino-reetkastih stupova: (1) jela , (2) Y-stup, (3) maka, (4)sidreni finski stup, (5) sidreni V-stup

(1) (2) (3) (4)

Sl. 1.14 - Primjeri dvostrukih elino-reetkastih stupova: (1) Dunav , (2) jela, (3) bava, (4)modificirana maka


13/17

Na konstrukciju stupa utjee veliina nazivnog napona voda, materijal, presjek i brojvodia. Uvjeti rada zranih vodova ovise puno o klimatskim uvjetima i o mjestu kuda prolaze(polja, ume, naselja, rijeke, brda, klanci i dr.) i sa ime se kriaju (ceste, pruge, cjevovodi,drugi vodovi i sl.). Zbog toga se upotrebljavaju razliiti tipovi stupova du trase dalekovoda.

Trasa dalekovoda se odabire tako da vod bude to krai i jeftiniji. Skupe prijelaze i krianjatreba maksimalno smanjiti. Prema odabranoj trasi e biti odreen broj stupova po vrsti (nosni,

zatezni, kutni, rasteretni, krajnji, kriini, prepletni, preponski i meustup).

Sl. 1.15 - Primjer rasporeda stupova

Nosni (linijski) stupovi slue za noenje vodia na ravnim odsjecima voda, normalno imizolatorski lanci (s nosnim stezaljkama) vise vertikalno (jer ne postoje horizontalne sile usmjeru voda), obino ih ima najvie, konstrukcijski su najmanje zahtjevni i stoga najjeftiniji.Za razliku od njih, zatezni stupovi se dimenzioniraju na preuzimanje optereenja u smjeruvoda uslijed razliitih horizontalnih sila (natega) i kod prekida pojedinih vodia u vodu(njihovi izolatori imaju otpusne stezaljke).

Rasteretni stupovi imaju svrhu da fiksiraju vodie u odreenim tokama dalekovoda.Izolatorski lanci s vrstim stezaljkama primaju cjelokupni nateg vodia i nalaze se u skorovodoravnom poloaju, kao da su produetak vodia. Dimenzionirani su da podnesu prekidsvih ueta s jedne strane stupa kod vodia i ueta optereenih ledom. Kada treba poveatisigurnost dalekovoda, koriste se takoer dvostruki izolatorski lanci. Manje su zahtjevi naoptereenja kutnih stupova kod kojih trasa mijenja smjer i koji su jednako opremljeni.Veliina optereenja ovisi o kutu promjene smjera tako da za male kutove (do 3) moemokoristiti tip nosnog stupa, a za vee kutove tip rasteretnog stupa.

Krajnji stupovi postavljaju se kod ulaza ili izlaza iz postrojenja elektrane ilitransformatorske stanice. Ovaj stup prima sve sile koje djeluju u vodiima voda do najbliegrasteretnog stupa, jer su kratki vodii u krugu postrojenja vrlo slabo nategnuti.

Kriini stupovi su po opremi rasteretni i upotrebljavaju se kod krianja s drugim vodom(ili vrlo velikih raspona) te moraju biti vrlo visoki.

Prepletni stup ima karakteristike rasteretnog stupa i koristi se na onim mjestima gdje svivodii ili dio njih moraju promijeniti svoja mjesta u rasporedu radi postizanja elektrinesimetrije voda.

Preponski stup se postavlja tamo gdje zbog promjene presjeka ili doputenog naprezanjavodia nateg nije jednak s obje strane (kod prijelaza dalekovoda preko rijeka, prometnica,klanaca i dr.) i po opremi je rasteretni. Ako se radi o visokom i skupom stupu, moe se

Plovna rijeka

1 2 3 53 3 3 34

5

1 - izlazni portal postrojenja 3 -nosni stup2 -zatezni, rasteretni, krajnji stup 4 -meustup5 -zatezni, rasteretni, preponski, kutni stup

Otponsko polje Al/e 6:1 Preponsko otponsko poljeAl/e 3:1


14/17

koristiti manje visine preponskih (rasteretnih) stupova uz umetanje visokog meustupa upreponsko-rasteretni raspon.

Meustup je visoki spup koji je po opremi i konstrukciji nosni stup, pa je prema tomejeftiniji od stupova te visine otpornih na horizontalna optereenja uzdu voda (rasteretni,preponski).

1.4 Kabeli

Kabeli su izolirani vodovi u kojima su vodii (aluminij ili bakar) zasebno izolirani ismjeteni u jedan zajedniki omotakoji ih titi od vanjskih mehanikih i kemijskih utjecaja.Pojedini konstruktivni elementi kabela bit e prilagoeni ovisno o nazivnom naponu i kojem

je okoliu namijenjen.

Po broju vodia su kabeli jednoilni (visoki i vrlo visoki naponi, posebne namjene),troilni (srednji i visoki naponi) i etvoroilni (niski napon). Vodii su puni (mali presjek) ilipoueni. Zbog bolje popunjenosti se do 10 kV koriste sektorska umjesto okruglih pouenja (tikabeli su manjeg promjera i cijene), a kod viih napona stlaeni vodii gdje su se ice uokruglom presjeku ile deformirale i popunile prazne prostore. Kod viih napona se jakost

elektri

nog polja na povrini ueta smanjuje tako da se ue glatko omota poluvodljivimslojem (papir ili plastika s dodatkom grafita i dr.).

Izolacija vodia se izvodi od uljem impregniranog papira, gume, plastomera (polietilenPE/XLPE i polivinil-klorid PVC) i elastomera (etilen-propilen i butil). Papirna izolacija (uljnikabeli) ima nedostatak radi osjetljivosti na vlagu te sloenije kabelske glave i nastavka.Probojna vrstoa je izmeu 8 kV/mm (PVC) i 45 kV/mm (papir), a neumreeni polietilen PEpodnosi 30 kV/mm (PE je lako zapaljiv, a PVC izgaranjem stvara otrovne plinove).

Kabeli za srednji napon i vie imaju preko izolacije vodia aluminijske folije kao vodljivezaslone na potencijalu zemlje. Neki vieilni kablovi za srednji napon imaju vodljivi zaslonzajedniki za sve vodie. Vanjski presjek kabela je uvijek krunica, pa se meuprostorispunjava popunom od materijala slinog izolaciji. Ako je izolacija ulje ili plin, koriste se

elasti

ne spirale u aksijalnom smjeru da osiguraju razmake. Omota

aktivnog dijela kabelakod papirne izolacije je beavni olovni plat (rjee aluminijski, elini ili bakreni), a kodostalih je to plastina izolacija ili metal. Ako treba kompenzirati unutarnje tlakove (primjericekod vertikalne montae kabela) koristi se bandaa od pocinane eline vrpce omotane (spreklopom) oko plata. Ukoliko se oekuju znaajna mehanika naprezanja kabela, iznadbandae se postavlja armatura u obliku spiralno ovijenih pocinanih elinih ica u jednom ilidva sloja. Kod jednoilnih kabela bandaa i armatura donose gubitke zbog feromagnetskihsvojstava elika, pa se uzima primjerice vrpca od slitine bakra. Izmeu plata, bandae iarmature umeu se meki slojevi koji onemoguavaju njihovo kontaktno trenje i titi odkorozije. Na kraju se izvodi antikorozijski zatitni sloj iz opleta jute natopljene katranom,bitumenom ili asfaltom kod uljnih kabela odnosno neprekinuti sloj od PE ili PVC kod ostalih.

1.4.1 Niskonaponski kabeliKod niskonaponskih kabela imamo kao podvrstu izolirane vodove koji se ne smiju polagati

u zemlju jer nemaju mehaniku zatitu, a glavnu primjenu imaju u objektima. Izolacija im jeod PVC, gume ili kombinirano.

Kod prijenosa veih snaga i mogueg polaganja u zemlju koriste se kabeli s papirnom,gumenom ili plastomernom izolacijom te s metalnim platom. Kod etveroilnog kabela jednaila moe biti manjeg presjeka ako slui kao povratni vodi. Ako postoji aluminijski plat


15/17

onda on moe preuzeti funkciju povratnog vodia i dovoljne su tri ile. U nulovanim mreamasu obino sve ile jednakog presjeka, a uvjete nulovanja treba posebno provjeriti.

Za zrane kabelske vodove koriste se samonosivi kabeli. Obino se sastoje od tri faznavodia (iz aluminija) i nul-vodia (iz aluminijske slitine) koji ima i funkciju nosivog ueta.Kabelska izolacija je obino polietilen.

1.4.2 Srednjenaponski kabeli

Kod srednjenaponskih kabela su zbog cijene najzastupljeniji maseni kablovi. Obzirom nakonstrukciju razlikujemo tri vrste ovih kablova sizolacijom od papira impregniranomkabelskom masom. Prvi su pojasni kabeli koji pored posebne izolacije svake ile imajuzajedniku pojasnu izolaciju na koju dolazi metalni plat. Drugi su H-kabeli kod kojihizolacija vodia ima zaslone od metaliziranog ili grafitnog papira koji su meusobno spojeni.Prostor do metalnog plata ispunjen je papirnom popunom. Trei su troolovni kabeli solovnim platevima na zaslonima svakog od vodia, a popuna je juta. Maseni kablovi imajubandau (elina traka) i antikorozijsku zatitu (impregnirana juta). Pojasni kabeli se izraujuza napone do 15 kV, a H- i troolovni kabeli do 40 kV.

(1)

(3)

(2)

Sl. 1.16 - Maseni kabeli: (1) pojasni kabel, (2) H-kabel, (3) tro-olovni kabel

(1) (2)Sl. 1.17 - PVC/PE kabeli: (1) srednjenaponski jednoilni, (2) srednjenaponski troilni

Kabeli s izolacijom iz plastomeraimaju PE ili PVC izolaciju vodia i na njoj vodljivi slojPopuna je iz PVC omotana bakrenom folijom, na koju dolazi meki sloj i PVC omota. Vodiii popuna su obloeni poluvodljivim slojem radi izbjegavanja pojave upljina kod velikihsavijanja. PVC kabeli se koriste za napone do 20 kV, skuplji su od masenih ali jeftiniji odkabela s izolacijom od gume. Imaju prednost pred masenim kablovima kod kratke trase

VodiPapirna izolacijaPapirna ispunaOlovni platImpregnirana papirna trakaelina trakaImpregnirana juta

VodiPapirna izolacijaMetalizirani papirPapirna ispunaOlovni platImpregnirana papirna trakaelina trakaImpregnirana juta

VodiPoluvodljivi papirPapirna izolacijaMetalizirani papirOlovni platImpregnirana papirna trakaImpregnirana jutana ispunaPapirna trakaelina trakaImpregnirana juta

VodiPoluvodljivi slojPVC/PE izolacijaPoluvodljivi slojCu folijaElastina ispunaPVC omota

VodiPoluvodljivi slojPVC/PE izolacijaVodljivi slojPVC ispunaPoluvodljivi slojCu folijaElastina ispuna

PVC omota


16/17

(jeftinije i sigurnije glave), strme trase (nema impregnacijske mase koja se cijedi) i otrihsavijanja, a laki su, savitljiviji i otporniji na kemijske utjecaje.

1.4.2 Visokonaponski kabeli

Kabeli za visoke i vrlo visoke napone zahtijevaju termiki stabilne izolacije kakve su papirimpregniran uljem pod trajnim tlakom, papir u plinu pod trajnim tlakom, novi neumreeni

polietilen (PE) i SF6plinom izolirani vodovi.Niskotlani uljni kabel ima uzdunu upljinu (jednoilni u sredini vodia, a troilni u

meuprostoru oko ila) koja je ispunjena uljem male viskoznosti pod pretlakom 0,030,6MPa. Ovo ulje je zapaljivo i ekoloki tetno. Kod zagrijavanja se ulje iri i viak ulazi uposude za izjednaenje tlaka na krajevima kabela. Razmak izmeu posuda je nekolikokilometara, ukopane su uz kabel i dostupan je samo manometar za kontrolu tlaka ulja.Troilni kabeli se proizvode za napone do 132 kV. Kabeli su u normalnoj izvedbi neprikladniza vee visinske razlike, pa se dodaju vanjske bandae zbog poveanja tlaka na manjoj visini.Za visinske razlike preko 250 m koriste se zaporne spojke za ulje koje dijele kabel na manjesektore u kojima visinska razlika ne prelazi navedenu granicu. Kod podmorskih kabela ovogtipa nema takvih problema ako dubine ne prelaze cca 1500 m, jer se tlak ulja dobrim dijelom

kompenzira tlakom morske vode.

(2)

(1)

(3)

Sl. 1.18 - Uljni kabeli: (1) jednoilni, (2) armirani niskotlani troilni, (3) visokotlani cijevni troilni

Visokotlani uljni kabeli imaju vee tlakove ulja (12,5 MPa) i jae bandae, ali veirazmak izmeu posuda za izjednaenje tlaka. Tlak se odrava poveanim posudama zaizjednaenje tlaka ili automatskim pumpama. Poveanje tlaka ulja povealo je malo podnosiviudarni napon kabela.

Plinski kabeli su slino graeni a koriste se tamo gdje se ne mogu koristiti uljni kabelizbog posuda za izjednaenje. Kod plina (duik, sumporni heksafluorid ili njihova mjeavina)su dovoljne posude na krajevima, praktino bez obzira na duinu kabela. Jasno je da plinskikabel nema visinskih ogranienja kao uljni. Tlak plina je 11,5 MPa, a umjesto bandaa semoe koristiti ojaani aluminijski plat. Izvode se i kao troilni cijevni kabeli (tlak u elinojcijevi iznosi oko 1,5 MPa). Plinski kabeli se koriste za napone do 300 kV.

PE kabelipolako ulaze u podruje visokih napona, a prednost im je da su suhi i ne trebajusloeno odravanje i trajan nadzor.

upljina s uljemVodiod pouenih Cu icaPoluvodljivi slojImpregnirani papirUljno-propusni dielektriki zaslonOlovni platProtutlana bandaaAntikorozijska zatita

Vodi(Cu ili Al)Poluvodljivi slojImpregnirani papirUljno-propusni dielektriki zaslonupljina s uljemOlovni platProtutlana bandaa

ArmaturaAntikorozijska zatita

Vodi(Cu ili Al)

Poluvodljivi slojImpregnirani papirUljno-propusni dielektriki zaslonupljina s uljemelina cijevAntikorozijska zatita


17/17

SF6 plinom izolirani vodovi nisu kabeli u klasinom smislu, a u nas se ne koriste.Konstruirani su na istim principima kao sabirnice u plinom izoliranim postrojenjima a koristese i za najvie napone. Vodii su aluminijske cijevi uvrene su u aluminijskom oklopupomou aralditnih izolatora. Razmak izolatora ogranien je progibom vodia zbog vlastiteteine. Vod je podijeljen na plinonepropusne sektore koje se nadzire na visinu tlaka plina(raunalni monitoring). Kod vrlo niskih temperatura postoji mogunost kondenzacije plina,

to se sprijeava dodavanjem duika sumpornom heksafluoridu. Antikorozijska zatita oklopaovisi o nainu polaganja voda. Polaganje ovih vodova je tehniki vrlo zahtjevan posao,posebice to treba osigurati besprijekornu istou unutar oklopa i punjenje plina na terenu.

(1)

(3)

(2)

Sl. 1.19 - Plinski kabeli: (1) jednoilni, (2) troilni s platom, (3) cijevni troilni

Sl. 1.20 - Jednoilni polietilenski kabel

Vodi(Cu ili Al)Poluvodljivi slojImpregnirani papirPlinoprop. dielektr. zaslonupljina s plinomCu ili Al platProtutlana bandaaAntikorozijska zatita

Vodi(Cu ili Al)Poluvodljivi slojImpregnirani papirPlinoprop. dielektr. zaslonupljina s plinomOlovni platProtutlana bandaaArmaturaAntikorozijska zatita

Vodi(Cu ili Al)Poluvodljivi slojImpregnirani papirPlinoprop.dielektr. zaslonupljina s plinom

elina cijevAntikorozijska zatita

Vodi(Cu ili Al)Poluvodljivi PE slojPE izolacija (XLPE)Vodljivi PE slojOlovni platPVC omota

Documents

1izolatori VN