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Comment sont organisées les tours électriques?

Как устроены опоры ЛЭП?

La ligne électrique (PTL) est l’un des composants du réseau électrique, un système d’équipement électrique conçu pour transmettre l’électricité par le courant électrique. En outre, la ligne électrique entrant dans la composition d'un tel système, au-delà de la centrale ou de la sous-station. Il y a des lignes électriques aériennes et câblées. Récemment, les lignes à isolation gazeuse (GIL) sont devenues populaires. Les lignes de transport d'électricité transmettent également des informations à l'aide de signaux haute fréquence (selon les estimations d'experts, environ 60 000 canaux HF sont utilisés sur les lignes de transport d'énergie dans la CEI) et FOL. Ils sont utilisés pour le contrôle d’expédition, la transmission de données de télémétrie, les signaux de protection de relais et le contrôle d’urgence. Il convient également de noter qu’au cours des années 1985, des lignes électriques d’une hauteur de 70 mètres ont été développées.

Un pylône de ligne électrique (pylône de ligne électrique) est une structure permettant de retenir des câbles et, le cas échéant, des câbles de protection aériens d’une ligne aérienne de protection et des lignes de communication à fibres optiques, à une distance donnée du sol et les unes des autres.

Que pourraient être les lignes électriques ordinaires? Les tours de transmission d'énergie - l'une des structures d'ingénierie les plus courantes, et elles sont toujours devant nos yeux. Cependant, dans ce domaine aussi, il y a des subtilités technologiques et même de la place pour le progrès technologique. Peu visible pour nous, les lignes électriques aériennes acquièrent un nouveau look et un nouveau design.

Le plus souvent, nous imaginons un support de ligne de transport d'énergie sous la forme d'une structure en treillis. Il y a environ 30 ans, c'était la seule option, et même aujourd'hui, elles continuent à être construites. Un ensemble de coins métalliques est amené sur le chantier et, pas à pas, un support est dévissé de ces éléments typiques. Puis vient la grue et met la structure verticalement. Ce processus prend beaucoup de temps, ce qui a une incidence sur le choix du moment de la pose des lignes, et ces supports eux-mêmes avec des silhouettes en treillis ternes sont de très courte durée. La raison en est une mauvaise protection contre la corrosion. L'imperfection technologique d'un tel support complète la simple fondation en béton. S'il est fait de mauvaise foi, en utilisant par exemple une solution de qualité insuffisante, le béton se fissurera au bout d'un moment et l'eau tombera dans les fissures. Plusieurs cycles de gel et de dégel, et la fondation doit être refaite ou sérieusement réparée.

Tubes au lieu de coins

Nous avons demandé aux représentants de PJSC ROSSETI que l’alternative consistait à remplacer les supports traditionnels en métal ferreux. «Dans notre société, qui est le plus grand opérateur de réseau électrique en Russie», explique un spécialiste de cette organisation, «nous essayons depuis longtemps de trouver une solution aux problèmes liés aux supports en treillis et, à la fin des années 90, nous avons commencé à adopter des supports granulaires. Ce sont des crémaillères cylindriques de profil courbe, en fait de tuyaux, de section transversale en forme de polyèdre. En outre, nous avons commencé à appliquer de nouvelles méthodes de protection contre la corrosion, principalement la méthode de galvanisation à chaud. Il s’agit d’une méthode électrochimique d’application d’un revêtement protecteur sur le métal. Dans un environnement agressif, la couche de zinc devient plus fine, mais la partie porteuse du support reste intacte. ”

Как устроены опоры ЛЭП?
Les pylônes électriques, nous l’imaginons généralement ainsi. Cependant, la conception classique en treillis cède progressivement la place à des versions plus progressives - supports à multiples facettes et supports en matériaux composites.

Outre leur plus grande durabilité, les nouveaux supports se distinguent également par leur facilité d'installation. Plus besoin de visser les coins: les éléments tubulaires du futur support sont simplement insérés les uns dans les autres, puis la connexion est fixée. Monter une telle conception peut être huit à dix fois plus rapide que de collecter un réseau. Les transformations correspondantes ont également subi des fondements. Au lieu du béton habituel a commencé à utiliser le soi-disant pile-shell. La structure est abaissée dans le sol, la contre-bride y est fixée et le support lui-même est déjà placé dessus. La durée de vie estimée de ces supports va jusqu'à 70 ans, soit environ deux fois plus longtemps que celle des supports en réseau.

Pourquoi les fils bourdonnent

Et les fils? Ils pendent haut au-dessus du sol et ressemblent de loin à d’épais câbles monolithiques. En fait, les fils à haute tension sont des restes de fil. Les fils conventionnels et omniprésents ont un noyau en acier, qui fournit une résistance structurelle, et est entouré par un fil en aluminium, appelé couche externe, à travers lequel la charge de courant est transmise. La graisse est déposée entre l'acier et l'aluminium. Cela est nécessaire pour réduire le frottement entre l'acier et l'aluminium, des matériaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents. Mais comme le fil d'aluminium a une section transversale circulaire, les bobines ne s'emboîtent pas étroitement, la surface du fil présente un relief prononcé. Cette carence a deux conséquences. Premièrement, l’humidité pénètre dans l’espace entre les bobines et élimine le lubrifiant. La friction augmente et des conditions de corrosion sont créées. En conséquence, la durée de vie d’un tel fil n’est pas supérieure à 12 ans. Afin de prolonger leur durée de vie, ils mettent parfois des manchons de réparation sur le fil, ce qui peut également poser problème (plus de détails à ce sujet plus tard). En outre, cette conception du fil contribue à la création d'un bourdonnement bien reconnaissable près de la ligne d'air. Cela se produit parce que la tension alternative de 50 Hz engendre un champ magnétique alternatif, qui fait vibrer les fils individuels dans le fil, ce qui les fait entrer en collision les uns avec les autres, provoquant un bourdonnement caractéristique. Dans l'UE, ce bruit est considéré comme une pollution acoustique et il est combattu. Maintenant, cette lutte a commencé avec nous.

«Nous voulons maintenant remplacer les anciens fils par des fils d'un nouveau design que nous développons», a déclaré un représentant de Rosseti PJSC. - Il s’agit également de fil d’acier-aluminium, mais celui-ci n’applique pas de section transversale circulaire, mais plutôt de forme trapézoïdale. Après avoir tourné il s'avère dense, et la surface d'un fil lisse, sans fissures. Il n'y a presque pas d'humidité à pénétrer à l'intérieur, le lubrifiant ne se lave pas, le noyau ne rouille pas et la durée de vie d'un tel fil approche de trente ans. Des fils de construction similaire sont déjà utilisés dans des pays tels que la Finlande et l'Autriche. Il existe également des lignes avec de nouveaux câbles en Russie, dans la région de Kalouga. Cette ligne "Orbit-Spoutnik" a une longueur de 37 km. Et là, les fils n’ont pas seulement une surface lisse, mais aussi un autre noyau. Il est fabriqué non en acier, mais en fibre de verre. Un tel fil est plus léger, mais plus résistant à la déchirure que l'acier-aluminium ordinaire. "

Toutefois, la dernière réalisation en matière de conception dans ce domaine peut être considérée comme un fil créé par la société américaine 3M. Dans ces fils, la capacité de charge est fournie uniquement par des couches conductrices. Il n'y a pas de noyau, mais les poviv sont eux-mêmes renforcés avec de l'oxyde d'aluminium, ce qui leur confère une grande résistance. Ce fil a une excellente capacité de charge et peut supporter des portées standard allant jusqu’à 700 m de long (standard 250x300 m) en raison de sa résistance et de son faible poids. De plus, le fil est très résistant aux charges thermiques, ce qui conduit à son utilisation dans les États du sud des États-Unis et, par exemple, en Italie. Cependant, le fil de 3M présente un inconvénient majeur: son prix est trop élevé.

Как устроены опоры ЛЭП?
Les supports "de concepteur" d'origine constituent une décoration incontestable du paysage, mais ils sont peu susceptibles d'être largement distribués. La priorité des entreprises du réseau électrique est la fiabilité de la transmission de l’énergie et non des «sculptures» coûteuses.

Glace et cordes

Les lignes électriques aériennes ont leurs ennemis naturels. L'un d'entre eux est le givrage de fil. Ce désastre est particulièrement typique des régions du sud de la Russie. À une température voisine de zéro, une goutte de givre tombe sur le fil et gèle dessus. Un capuchon en cristal est formé sur le dessus du fil. Mais ce n'est que le début. Le capuchon sous son poids fait tourner le fil progressivement, remplaçant l’autre côté de l’humidité glaçante. Tôt ou tard, un couplage de glace se formera autour du câble et si son poids dépasse 200 kg par mètre, le câble se rompra et une personne se retrouvera sans lumière. Rosseti possède son propre savoir-faire en matière de lutte contre la glace. La section de ligne avec des fils glacés est déconnectée de la ligne mais connectée à une source CC. Lors de l'utilisation du courant continu, la résistance ohmique du fil peut être pratiquement ignorée et des courants peuvent être transmis, par exemple, au double de la valeur calculée pour le courant alternatif. Le fil se réchauffe et la glace fond. Les fils déchargent des marchandises inutiles. Mais si les fils ont des embrayages de réparation, une résistance supplémentaire apparaît, puis le fil peut brûler.

Les vibrations à haute fréquence et à basse fréquence sont un autre ennemi. Le fil tendu d'une ligne aérienne est une corde qui, lorsqu'elle est exposée au vent, commence à vibrer à une fréquence élevée. Si cette fréquence coïncide avec la fréquence naturelle du fil et que l'amplitude coïncide, le fil peut se rompre. Pour faire face à ce problème, des dispositifs spéciaux sont installés sur les lignes - des amortisseurs de vibrations se présentant sous la forme d’un câble à deux poids. Cette conception, qui a sa propre fréquence d'oscillation, perturbe les amplitudes et atténue les vibrations.

Avec les oscillations à basse fréquence associées à un effet aussi néfaste que le "fil dansant". Lorsqu'une rupture se produit sur la ligne (par exemple, en raison de la formation de glace), il se produit des oscillations de fils qui vont une onde plus loin, à travers plusieurs portées. En conséquence, cinq à sept supports constituant la portée de l'ancre peuvent se plier ou même tomber (distance entre deux supports avec une fixation par fil rigide). Un moyen bien connu de lutter contre la "danse" consiste à établir des entretoises interfaciales entre des fils adjacents. En présence d'une entretoise, les fils amortiront mutuellement leurs vibrations. Une autre option consiste à utiliser des supports en matériaux composites sur la ligne, en particulier en fibre de verre. Contrairement aux supports métalliques, le composite a la propriété de se déformer de manière élastique et peut facilement "reproduire" les oscillations des fils, en se pliant puis en restaurant la position verticale. Un tel support peut empêcher la chute en cascade de tout un segment de ligne.

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La photo montre clairement la différence entre le fil haute tension traditionnel et le fil d'un nouveau modèle. Au lieu d'un fil rond, un fil pré-déformé a été utilisé et le noyau de l'acier a été récupéré par un noyau composite.

Support unique

Bien sûr, il y a toutes sortes de cas uniques associés à la pose de lignes aériennes. Par exemple, lors de l’installation de supports dans un sol inondé ou dans des conditions de pergélisol, les pieux classiques pour la fondation ne fonctionneront pas. Ensuite, on utilise des pieux vissés vissés dans le sol afin d'obtenir la fondation la plus solide possible. Un cas particulier est le passage de barrières d’eau larges de lignes électriques. Ils utilisent des supports spéciaux de grande hauteur, qui pèsent dix fois plus que d’habitude et ont une hauteur de 250 x 270 m, la portée pouvant atteindre plus de deux kilomètres, un fil spécial avec un noyau renforcé est utilisé, qui est en outre supporté par une ligne de charge. C’est ainsi que, par exemple, le passage des lignes électriques à travers le Kama d’une portée de 2250 m.

Un groupe séparé de supports est constitué de structures conçues non seulement pour maintenir les fils, mais également pour revêtir une certaine valeur esthétique, telles que des supports de sculpture. En 2006, Rosseti a lancé un projet visant à développer des supports au design original. Il y avait des travaux intéressants, mais leurs auteurs, les concepteurs, ne pouvaient souvent pas évaluer la faisabilité et l'adaptabilité de la réalisation technique de ces structures. En règle générale, il convient de noter que les supports dans lesquels un concept artistique est intégré, tels que les supports de personnages à Sotchi, ne sont généralement pas installés à l'initiative de sociétés de réseau, mais sur l'ordre de certaines organisations commerciales ou d'État tierces. Par exemple, aux États-Unis, le support populaire sous la forme de la lettre M, logo stylisé du réseau de restauration rapide "McDonald's".

Via popmech.ru & wiki