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Comment les tours de transmission d'énergie sont-elles disposées?

Как устроены опоры ЛЭП?

Ligne de transmission électronique (LEP) - l'un des composants du réseau électrique, un système d'alimentation électrique, conçu pour transmettre l'électricité à travers un courant électrique. Également une ligne électrique dans la structure d'un tel système, qui va au-delà de la centrale ou de la sous-station. Il y a des lignes électriques d'air et de câble. Récemment, les lignes à isolation gazeuse GIL sont devenues populaires. La ligne de transmission transmet également des informations en utilisant des signaux haute fréquence (selon les experts, environ 60 000 canaux HF sur les lignes de transmission sont utilisés dans le CIS) et FOCL. Ils sont utilisés pour le contrôle de répartition, la transmission de données télémétriques, les signaux de protection de relais et les systèmes automatiques d'urgence. Il convient également de noter que dans les années 1985, des développements ont été réalisés pour des lignes de transport d'électricité atteignant une hauteur de 70 mètres.

Le support de la ligne aérienne (ligne de transport d'énergie) est une structure de maintien des câbles et, si disponible, des câbles de protection contre la foudre de la ligne aérienne de transport d'énergie et des lignes de communication à fibre optique.

Quoi de plus banal que les lignes électriques? Les supports de lignes électriques sont l'une des structures d'ingénierie les plus courantes et elles sont toujours sous nos yeux. Cependant, dans ce domaine également, il existe des subtilités technologiques et même des possibilités de progrès technique. Pas très perceptible pour nous les lignes électriques aériennes acquérir un nouveau look et un nouveau design.

Le plus souvent, nous imaginons le support de lignes de transmission sous la forme d'une construction en treillis. Il y a environ 30 ans c'était la seule option, et ces jours-ci ils continuent à construire. Un ensemble de coins métalliques est amené sur le chantier et un support est réalisé étape par étape à partir de ces éléments standards. Puis vient la grue et met la structure en place. Ce processus prend beaucoup de temps, ce qui affecte le moment de la pose des lignes, et ces supports avec des silhouettes de treillis émoussés sont de très courte durée. La raison en est une faible protection contre la corrosion. L'imperfection technologique d'un tel support est complétée par une base concrète simple. Si c'est fait de mauvaise foi, par exemple avec l'utilisation d'une solution de qualité insuffisante, après un certain temps, le béton se brise, l'eau entre dans les fissures. Plusieurs cycles de gel-dégel, et la fondation doit être refaite ou sérieusement réparée.

Pipes au lieu de coins

Le fait que l'alternative remplace les supports traditionnels en métal ferreux, nous avons demandé aux représentants de PAO Rosseti. «Dans notre entreprise, qui est le plus grand opérateur de réseau électrique en Russie», dit l'expert de cette organisation, «nous essayons depuis longtemps de trouver une solution aux problèmes liés aux supports en treillis. Ce sont des crémaillères cylindriques à profil courbe, en fait des tuyaux, en section transversale, ayant la forme d'un polyèdre. En outre, nous avons commencé à appliquer de nouvelles méthodes de protection anti-corrosion, principalement la méthode de galvanisation à chaud. C'est une méthode électrochimique d'application d'un revêtement protecteur sur le métal. Dans un environnement agressif, la couche de zinc s'amincit, mais la partie support du support reste indemne. "

Как устроены опоры ЛЭП?
Supports de lignes aériennes électriques, nous imaginons habituellement de cette façon. Cependant, la conception de treillis classique cède progressivement la place à des options plus progressives - des supports polyédriques et des supports en matériaux composites.

En plus d'une plus grande durabilité, les nouveaux supports sont également plus simples à installer. Il n'est pas nécessaire de visser d'autres coins: les éléments tubulaires du futur support sont simplement insérés l'un dans l'autre, puis la connexion est fixe. Monter cette structure peut être huit à dix fois plus rapide que la collection de treillis. Les transformations correspondantes ont subi aussi les fondations. Au lieu de l'acier de béton habituel, les soi-disant piles sont utilisées. La conception est abaissée dans le sol, une contre-bride y est attachée, et le support lui-même est déjà placé dessus. La durée de vie estimée de ces supports est de 70 ans, c'est-à-dire environ le double de celle des treillis.

Pourquoi les fils bourdonnent

Et les fils? Ils pendent au-dessus du sol et ressemblent de loin à d'épais câbles monolithiques. En fait, les fils à haute tension de la suite du fil. Le fil habituel et largement utilisé a un noyau en acier, qui fournit la résistance structurale et est entouré par un fil d'aluminium, les bobines dites externes, à travers lequel la charge de courant est transmise. Entre l'acier et l'aluminium, un lubrifiant est posé. Il est nécessaire afin de réduire la friction entre l'acier et l'aluminium - les matériaux qui ont un coefficient de dilatation thermique différent. Mais puisque le fil d'aluminium a une section transversale circulaire, les spires n'adhèrent pas l'une à l'autre de façon lâche, la surface du fil a un relief prononcé. Cette lacune a deux conséquences. Tout d'abord, dans l'espace entre les bobines pénètre l'humidité et rince le lubrifiant. La friction augmente et les conditions de corrosion sont créées. En conséquence, la durée de vie d'un tel câble ne dépasse pas 12 ans. Pour prolonger la durée de vie, le fil est parfois porté aux poignets de réparation, ce qui peut aussi causer des problèmes (plus de détails à ce sujet plus loin). En outre, une telle conception de fil contribue à la création d'un bourdonnement distinct autour 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 veines individuelles du fil, ce qui provoque leur collision les unes avec les autres, et nous entendons un bourdonnement caractéristique. Dans les pays de l'UE, un tel bruit est considéré comme une pollution acoustique, et il est combattu avec. Maintenant, une telle lutte a commencé avec nous.

"Nous voulons remplacer les anciens fils par des fils d'un nouveau design, que nous développons", explique le représentant de PJSC Rosseti. - Il s'agit également de fils en acier-aluminium, mais le fil n'est pas appliqué de forme ronde mais plutôt trapézoïdale. Le povil devient dense et la surface du fil est lisse, sans fissures. L'humidité peut difficilement pénétrer à l'intérieur, le lubrifiant n'est pas emporté, le noyau ne rouille pas et la durée de vie d'un tel câble est proche de trente ans. Des fils de conception similaire sont déjà utilisés dans des pays tels que la Finlande et l'Autriche. Les lignes avec de nouveaux fils sont également en Russie - dans la région de Kalouga. C'est la ligne "Orbita-Sputnik" d'une longueur de 37 km. Et là les fils ont non seulement une surface lisse, mais aussi un autre noyau. Ce n'est pas fait d'acier, mais de fibre de verre. Un tel fil est plus léger, mais plus résistant à la rupture que l'acier conventionnel. "

Cependant, la dernière réalisation de design 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 bobines de courant. Il n'y a pas de noyau, mais les bobines elles-mêmes sont renforcées avec de l'oxyde d'aluminium, ce qui assure une résistance élevée. Ce fil a une excellente capacité de charge et, avec des supports standard, il peut supporter jusqu'à 700 m de portée (250x300 m standard) en raison de sa résistance et de son faible poids. En outre, le fil est très résistant aux charges thermiques, ce qui entraîne son utilisation dans les États du sud des États-Unis et, par exemple, en Italie. Cependant, le fil de 3M a un désavantage significatif - un prix trop élevé.

Как устроены опоры ЛЭП?
Les supports «concepteurs» originaux constituent un ornement incontestable du paysage, mais ils sont peu susceptibles d'être largement répandus. En priorité, les entreprises de réseaux électriques ont la fiabilité du transfert d'énergie, et pas de «sculptures» coûteuses.

Glace et cordes

Les lignes électriques aériennes ont leurs propres ennemis naturels. L'un d'eux est des fils de givrage. Surtout cette catastrophe est typique pour les régions du sud de la Russie. À une température proche de zéro, des gouttes de bruine tombent sur le fil et gèlent dessus. Un bouchon cristallin est formé sur la partie supérieure du fil. Mais ce n'est que le début. Le bouchon sous son propre poids tourne progressivement le fil, exposant l'humidité de congélation de l'autre côté. Tôt ou tard, un embrayage à glace est formé autour du fil, et si le poids de l'embrayage dépasse 200 kg par mètre, le fil se cassera et quelqu'un sera laissé sans lumière. La société Rosseti a son savoir-faire pour lutter contre la glace. La section de la ligne avec des fils glacés est déconnectée de la ligne, mais connectée à une source de courant continu. Avec l'utilisation du courant continu, la résistance ohmique du fil peut être pratiquement ignorée et des courants, disons, deux fois plus forts que la valeur calculée pour le courant alternatif, peuvent être passés. Le fil se réchauffe et la glace fond. Les fils perdent une charge inutile. Mais si les fils ont des raccords de réparation, alors il y a une résistance supplémentaire, et alors le fil peut griller.

Un autre ennemi est les oscillations à haute fréquence et à basse fréquence. Le fil tiré d'une ligne aérienne est une corde qui, sous l'influence du vent, commence à vibrer avec une fréquence élevée. Si cette fréquence coïncide avec la fréquence naturelle du fil et que les amplitudes sont alignées, le fil risque de se déchirer. Pour faire face à ce problème, sur les lignes sont installés des dispositifs spéciaux - amortisseurs de vibrations, ayant la forme d'un câble avec deux poids. Cette conception, ayant sa propre fréquence d'oscillation, frustre les amplitudes et amortit les vibrations.

Avec des oscillations à basse fréquence, un effet aussi nocif que la "danse des fils" est connecté. Lorsque la ligne se brise (par exemple, à cause de la glace formée), il y a des oscillations des fils, qui vont plus loin dans l'onde, après plusieurs travées. En conséquence, cinq à sept supports constituant une travée d'ancrage (la distance entre deux supports avec une fixation rigide du fil) peuvent se tordre ou même tomber. Un moyen connu de combattre la "danse" est l'établissement d'entretoises d'interphase entre des fils voisins. S'il y a une entretoise, les fils éteignent mutuellement leurs oscillations. Une autre option est l'utilisation sur la ligne de supports en matériaux composites, notamment en fibre de verre. Contrairement aux supports métalliques, le composite a la propriété de se déformer élastiquement et va facilement "jouer" les oscillations des fils, se courber, puis restaurer la position verticale. Un tel support peut empêcher une chute en cascade d'une section entière de la ligne.

Как устроены опоры ЛЭП?
La photo montre clairement la différence entre un fil haute tension traditionnel et un nouveau fil. Au lieu d'un fil de section circulaire, un fil pré-déformé a été utilisé, et l'âme du noyau d'acier était occupée par un noyau composite.

Supports-Unicum

Bien sûr, il existe différents types de cas uniques liés 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, des pieux vissés sont utilisés, qui sont vissés dans le sol comme une vis pour obtenir la base la plus solide. Un cas particulier est le passage des lignes de transmission d'énergie des obstacles d'eau larges. Ils utilisent des paliers spéciaux à haute altitude, qui pèsent dix fois plus que d'habitude et ont une hauteur de 250 x 270 m, puisque la longueur de la travée peut être supérieure à deux kilomètres, un fil spécial avec un noyau renforcé est également supporté par le navire. C'est ainsi que, par exemple, une ligne électrique est transférée à travers le Kama avec une longueur de portée de 2 250 m.

Un groupe séparé de supports sont des structures conçues non seulement pour retenir les fils, mais aussi pour apporter une certaine valeur esthétique, par exemple, des supports de sculpture. En 2006, la société "Rosseti" a lancé le projet dans le but de développer un support avec un design original. Il y avait des travaux intéressants, mais leurs auteurs, concepteurs, souvent ne pouvaient pas évaluer la faisabilité et la technologie de la mise en œuvre d'ingénierie de ces modèles. En général, il faut dire que les supports dans lesquels le design artistique est intégré, tels que les figures de soutien à Sotchi, sont généralement établis non pas à l'initiative des entreprises de réseau, mais sur l'ordre de certaines organisations commerciales ou étatiques tierces. Par exemple, dans le soutien populaire américain sous la forme de la lettre M, stylisée sous le logo de la chaîne de restauration rapide McDonald's.

Via popmech.com et wiki