Какие кабели и провода используются в линиях электропередач?

Многим из нас приходилось видеть огромные опоры с проходящими через них высоковольтными проводами и издалека слышать их жужжание, особенно после хорошего дождя. Линии электропередач, а попросту ЛЭП, обычно располагают в полях, подальше от густонаселённых районов. Они тянутся от огромных мощных электростанций к подстанциям и оттуда расходятся по потребителям. Передача энергии осуществляется с помощью проводов для воздушных линий, подземных и подводных кабелей. 

Электрические провода и кабели проложены так, чтобы быть изолированными от земли, людей и транспортных средств. Опорные столбы для воздушных линий могут быть изготовлены из дерева, металла, бетона или композиционных материалов, таких как стекловолокно. В качестве проводника чаще всего используется алюминиевый сплав, скрученный в несколько нитей и (не всегда) армированный стальными волокнами. Медь была популярна в прошлом, хотя до сих пор используется при более низких напряжениях или для заземления, но алюминиевый провод легче и стоит намного меньше. Провода для высоковольтных воздушных линий не покрываются изоляцией, хотя изолированные кабели иногда всё же используются (как правило, для транспортировки энергии на короткие дистанции менее километра). Такие накладные кабели с собственной изоляцией могут быть непосредственно прикреплены к любым конструкциям - это удобно и безопасно, однако высоковольтные линии с неизолированными проводами, конечно же, дешевле, что играет существенную роль при доставке энергии на огромные расстояния.

Большинство современных линий передач использует трехфазный переменный ток, хотя однофазный до сих пор можно встретить, например, в системах электрификации железных дорог. Технология HVDC (передача постоянного тока высокого напряжения) применяется при перемещении энергии на значительные расстояния (сотни и тысячи километров), в подводных силовых системах (длиной более 30 км) или при обмене электроэнергией между сетями, которые не синхронизированы между собой. Наряду с этим HVDC используют для стабилизации крупных распределительных сетей, где обрыв поставки электроэнергии или внезапные новые нагрузки в одной части сети создают опасность рассинхронизации и каскадных сбоев.

Кабель в электрических системах представляет собой проводник или группу проводников для передачи электроэнергии или телекоммуникационных сигналов от одного места к другому. Электрические кабели связи передают голосовые сообщения, компьютерные данные и визуальные образы на телефоны, проводные радиоприемники, компьютеры, телетайпы, факсимильные машины и телевизоры. Четкого различия между электрическим проводом и электрическим кабелем нет. Как правило, первый - это одинарный твердый металлический проводник с изоляцией или без нее, в то время как последний состоит из нескольких жил или сборки изолированных проводников. С помощью волоконно - оптических кабелей, изготовленных из эластичных волокон из стекла и пластика, электрические сигналы преобразуются в световые импульсы для передачи аудио, видео и компьютерных данных.

Наиболее распространенный тип электрического силового кабеля - тот, что подвешен высоко между полюсами или опорами. Эти изделия состоят из нескольких медных или алюминиевых проводов, скрученных вместе в виде концентрических слоев. Медь и алюминий были выбраны из-за их высокой электропроводности, а скрутка дает кабелю прочность. Поскольку силовые кабели постоянно подвергаются серьезным атмосферным воздействиям, для повышения механической прочности кабеля используются не чистые металлы, а сплавы из меди или алюминия, хотя в какой-то степени это приводит к снижению электропроводности. Более широкое распространение получил многожильный кабель с включением высокопрочной нержавеющей стальной проволоки. Многие кабели, особенно те, которые работают при высоких напряжениях - голые (неизолированные), тогда как работающие при более низком напряжении часто имеют покрытия из пропитанной специальными составами хлопчатобумажной оплетки, полиэтилена или другого диэлектрического материала. Эти покрытия обеспечивают некоторую защиту от короткого замыкания и случайного поражения электрическим током. Другой тип электрического кабеля устанавливается в подземных каналах и широко используется в городах, где недостаток пространства или соображения безопасности не позволяют использовать воздушные линии. В отличие от воздушного кабеля, такой "похороненный" кабель неизменно использует чистую медь или алюминий (под землей механическая прочность не является проблемой), а многожильная конструкция проводника повышает электрическую проводимость.

Воздушные и подземные силовые кабели составляют основную часть электрической цепи, проложенной от генератора до конечной точки потребления электроэнергии. Иногда какой-либо участок (а иногда и вся цепь) может потребовать специальных материалов для особых условий эксплуатации, например, при использовании на металлургических заводах и котельных (высокая температура), на подвижном оборудовании (вибрация и чрезмерное сгибание), на химических заводах (коррозия), вблизи ядерных реакторов (высокая радиация), а также на некоторых объектах с экстремальным давлением.

Электрические кабели, используемые для передачи информации, сильно отличаются от силовых кабелей как в функции, так и в конструкции. Силовые кабели предназначены для высоких напряжений и больших токов нагрузки, в то время как напряжение и ток в кабеле связи невелики. Силовые кабели работают на постоянном токе и низких частотах переменного тока, в то время как кабели связи работают на более высоких частотах. Силовой кабель, как правило, имеет не более трех проводников, каждый из которых может быть 2,5 см или более в диаметре; телефонный же кабель может иметь множество проводников диаметром каждого менее 0,125 см.

Защитные покрытия для электрических кабелей связи, как правило, представляют собой трубку из алюминиевого или свинцового сплава, или из комбинации металлических полосок и термопластичных материалов. Изоляция телефонного кабеля, например, состоит из сухой прорезиненной или пропитанной специальными составами целлюлозы (в виде ленты, обернутой вокруг проводника), поливинилхлорида или полиэтилена. Толщина изоляции составляет несколько десятых миллиметра. В наше время широко используется коаксиальный кабель - двухжильный, в котором один из проводников имеет форму трубки, в то время как другой (меньший и круглый в поперечном сечении) находится с минимумом твердой изоляции в центре трубки. Некоторые из этих коаксиальных блоков могут быть собраны под общей рубашкой (оболочкой). 

Кабели, изготовленные из оптических волокон, впервые вошли в строй в середине 1970-х годов. В волоконно - оптическом кабеле световые сигналы передаются через тонкие волокна из пластика или стекла с помощью внутреннего отражения. Преимущества оптоволоконных кабелей по сравнению с обычными коаксиальными включают в себя низкую стоимость материала, высокую пропускную способность, безопасность, химическую стабильность и иммунитет от электромагнитных помех. Как и другие типы кабелей, волоконно - оптические изделия разработаны для различных областей применения: наземных, подземных, воздушных и подводных. Такие кабели, как правило, состоят из ядра, встроенного в несколько защитных слоев. Жильный кабель содержит один сплошной или многожильный центральный силовой элемент, который окружен оптическими волокнами; они либо расположены свободно в жесткой центральной трубке, либо плотно упакованы в мягкую, гибкую наружную оболочку. Число и тип защитных слоев, окружающих ядро, зависит от предназначения кабеля. Обычно ядро покрыто слоем меди для улучшения проводимости на большие расстояния с последующим покрытием водонепроницаемым материалом (например, алюминиевой фольгой), чтобы не допустить проникновения воды в волокна. Стальная проволока или тканевые пряди добавляются для увеличения прочности на разрыв, а затем весь кабель заворачивают в полиэтиленовую оболочку (рубашку).

Воздушные линии кроме прочего используются для подачи электрической энергии на трамваи, троллейбусы и поезда; для передающих антенн; в муниципальном хозяйстве в системе уличного освещения и во многих других областях. Для обеспечения безопасной и предсказуемой работы компоненты системы передачи электроэнергии управляются с помощью различных генераторов, рубильников, автоматических выключателей, контроллеров, распределителей нагрузок и другого оборудования.

Воздушные линии электропередач подвергаются негативному воздействию при сильном ветре (раскачивание проводов), перепадах температур, обледенении. Это может привести к скачкам напряжения, повреждению или даже обрыву. В целях безопасности не рекомендуется находиться в районе, близко прилегающем к линии электропередач, забираться на опорные конструкции, использовать различные электроприборы вблизи ЛЭП, запускать воздушных змеев или заниматься дельтапланеризмом. Будьте благоразумны, не приближайтесь без надобности к высоковольтным линиям.

Со всей кабельной продукцией Вы можете ознакомиться в нашем каталоге.