Методична розробка уроку: «Повітряні лінії електропередачі, їх основні елементи. Кабельні лінії, електропередачі,їх призначення, застосування, класифікація"

 

ДНЗ «Білозерське професійно-технічне училище №6»

 

 

 

 

Методична розробка уроку на тему:

«Повітряні лінії електропередачі, їх основні елементи. Кабельні лінії, електропередачі,їх призначення, застосування, класифікація та способи прокладки. Основні елементи кабельних ліній»

Розробку підготувала:

Викладач спецдисциплін

Ганюкова А.Є.

 

 

 

с. Петровського 2018-2019 навчальний рік

 

Тема програми: Загальні відомості про електричні установки

Тема: Повітряні лінії електропередачі, їх основні елементи. Кабельні лінії, електропередачі,їх призначення, застосування, класифікація та способи прокладки. Основні елементи кабельних ліній

Мета:

1.   навчальна: навчити учнів розрізняти повітряні та кабельні лінії електропередач; ознайомити з елементами ліній електропередач;
2.   розвивальна: розвивати пізнавальний інтерес до даного предмету;
3.   виховна: виховати любов до обраної професії.

Тип уроку: комбінований

Дидактичне забезпечення: підручник, презентація.

Міжпердметні зв’язки: фізика, математика, екологія

Список основної і додаткової літератури:

 

Перелік знань та умінь: учні повинні вміти розрізняти повітряні та кабельні лінії електропередач; знати елементи повітряних та кабельних ліній електропередач; вміти класифікувати лінії електропередач.

 

Хід уроку

І. Організаційний момент

Заводжу учнів в клас, вітаюсь. Перевіряю присутність, наявність навчального приладдя. Призначаю чергових

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

На минулому уроці ми вивчали тему «Електроустановки, їх класифікація та призначення. Електроенергія. Електростанція, підстанція. Лінії електропередачі, характеристика та класифікація». Сьогодні ми вивчимо тему «Повітряні лінії електропередачі, їх основні елементи. Кабельні лінії, електропередачі,їх призначення, застосування та класифікація та способи прокладки. Основні елементи кабельних ліній». Ви ознайомитесь з повітряними та кабельними лініями електропередач. Але, перш ніж ми почнемо вивчати нову тему, давайте коротенько згадаємо минулу.

ІІІ. Актуалізація опорних знань

1. Дайте означення електроустановки.

(Електроустановка - сукупність машин, апаратів, ліній і допоміжного обладнання (разом із спорудами та приміщеннями, в яких вони встановлені), призначених для виробництва, перетворення, трансформації, передачі, розподілу, споживання електричної енергії та перетворення її в інший вид енергії).

2. Як поділяються електроустановки з точки зору безпеки?

(Установки напругою до 1000 В з глухозаземленою нейтраллю; Установки напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю; Установки напругою понад 1000 В з глухозаземленою нейтраллю;Установки напругою понад 1000 В з ізольованою нейтраллю).

3. На які категорії діляться приміщення щодо ступеня ураження струмом(за ПУЕ)?

(без підвищеної небезпеки; з підвищеною небезпекою; особливо небезпечні).

4. Які причини електротравм ви знаєте?

(технічні та організаційні)

5. Які причини електротравм належать до технічних?

(несправність і дефекти улаштування електроустановок та захисних засобів, використання неприйнятих в експлуатацію електроустановок та захисних засобів з простроченим терміном випробувань).

6. Які причини електротравм належать до організаційних?

(недостатня навченість персоналу, неправильна організація праці, недоброякісний нагляд під час роботи і ін.).

7. Дайте визначення підстанції.

(Підстанція - електроустановка, служить для перетворення і розподілу електроенергії).

8. Перелічіть елементи з яких складається підстанція.
(Один або декілька силових трансформаторів, розподільні пристрої до та вище 1000 В, акумуляторна батарея, пристрої керування, пристрої захисту, пристрої сигналізації, допоміжні споруди).

9. Які види підстанцій ви знаєте?

(Залежно від призначення:Трансформаторні; Перетворювальні;Тягові.

Залежно від місця розташування:Закриті; Відкриті;Вбудовані; Опорні;

Щоглові;Комплектна трансформаторна).

10. Що таке розподільний пункт?

(Розподільний пункт - підстанція промислового підприємства або міської електричної мережі, призначена для прийому і розподілу електроенергії на одній напрузі без перетворення і трансформації).

11. Що таке лінія електропередачі?

(Лінія електропередачі (ЛЕП) - один з компонентів електричної мережі, система енергетичного обладнання, призначена для передачі електроенергії за допомогою електричного струму).

12. Які види ліній електропередачі ви знаєте?

(Повітряні та кабельні).

ІV. Виклад нового матеріалу

Повітряні лінії

Електрична повітряна лінія (ПЛ) – пристрій, призначений для передавання й розподілення електричної енергії по проводах, розташованих на відкритому повітрі і прикріплених до різних опорних конструкцій.
Основні елементи з яких складається повітряна лінія:

 а) проводи, призначені для передавання і розподілу електричної енергії;

 б) опори, які потрібні для підтримування проводів і тросів на певній відстані від поверхні землі, води або інженерних споруд;

в) ізолятори, що забезпечують ізоляцію проводів від опор;

 г) арматура, яка потрібна для закріплення проводів на ізоляторах, а ізоляторів — на опорі;

д) грозозахисні троси, призначені для захисту проводів від розрядів блискавки.

Захисні троси монтують на верхній частині опори, над фазними проводами ліній 110 кВ і вище.

В електричних мережах напругою 35 кВ і менше захисні троси не використовуються.

Вимоги до арматури:

1. Велика механічна міцність;
2. Хороша шарнірність;
3. Висока стійкість до корозії;
4. Хороша електрична провідність.

Класифікація арматури:

1. Зціпна;
2. Підтримуюча;
3. Натяжна;
4. З’єднувальна;
5. Захисна;
6. Контактна;
7. Для кріплення штирьових ізоляторів;
8. Спіральна.

Основні елементи ПЛ:

1. Траса — положення осі ПЛ на земній поверхні.
2. Пікети (ПК) — відрізки, на які розбита траса, довжина ПК залежить від номінальної напруги ПЛ і типу місцевості.

Нульовий пікетний знак означає початок траси.

Центровий знак на трасі ПЛ, що будується, означає центр розташування опори.

3. Виробничий пікетаж — установка пікетних і центрових знаків на трасі у відповідність з відомістю розставляння опор.
4. Фундамент опори — конструкція, що закладена в грунт або спирається на нього і передавальна йому навантаження від опори, ізоляторів, дротів (тросів) і від зовнішніх дій (ожеледі, вітру).
5. Основа фундаменту — грунт нижньої частини котловану, що сприймає навантаження.
6. Прогін (довжина прогону) — відстань між центрами двох опор, на яких підвішені дроти. Розрізняють проміжний проліт (між двома сусідніми проміжними опорами) і анкерний проліт (між анкерними опорами). Перехідний проліт — проліт, що перетинає яку-небудь споруду або природну перешкоду (річку, яр).
7. Кут повороту лінії — кут α між напрямами траси ПЛ в суміжних прольотах (до і після повороту).
8. Стріла провисання — вертикальна відстань між нижчою точкою проводу в прольоті і прямій, що сполучає точки його кріплення на опорах.
9. Габарит прводу — вертикальна відстань від проводу в прогоні до тих об'єктів, що перетинаються трасою інженерних споруд, поверхні землі або води.
10. Шлейф — відрізок проводу, що сполучає на анкерній опорі натягнуті проводи сусідніх анкерних прогонів.

Класифікація ПЛ:

І. По роду струму:

1. ПЛ змінного струму
2. ПЛ постійного струму

В основному, ПЛ служать для передачі змінного струму і лише в окремих випадках використовують лінії постійного струму.

ІІ. За призначенням:

1. наддалекі ПЛ напругою 500 кВ і вище (призначені для зв'язку окремих енергосистем)
2. магістральні ПЛ напругою 220 і 330 кВ (призначені для передачі енергії від потужних електростанцій, а також для зв'язку енергосистем і об'єднання електростанцій усередині енергосистем — приміром, сполучають електростанції з розподільними пунктами)
3. розподільні ПЛ напругою 35, 110 і 150 кВ (призначені для електропостачання підприємств і населених пунктів великих районів — сполучають розподільні пункти із споживачами)
4. ПЛ 20 кВ і нижче, що підводять електроенергію до споживачів
5. ПЛ до 1000 В (ПЛ нижчого класу напруги)
6. ПЛ вище 1000 В
7. ПЛ 1-35 кВ (ПЛ середнього класу напруги)
8. ПЛ 110-220 кВ (ПЛ високого класу напруги)
9. ПЛ 330-500 кВ (ПЛ надвисокого класу напруги)
10. ПЛ 750 кВ і вище (ПЛ ультрависокого класу напруги)

ІІІ. По режиму роботи нейтралей в електроустановках:

1. Трифазні мережі з незаземленими (ізольованими) нейтралями (нейтраль не приєднана до заземлювального пристрою або приєднана до нього через апарати з великим опором).

В Україні такий режим нейтралі використовується в мережах напругою 3-35 кВ з малими струмами однофазних замикань на землю.

2. Трифазні мережі з резонансно-заземленими (компенсованими) нейтралями (нейтральна шина приєднана до заземлення через індуктивність).

 В Україні використовується в мережах напругою 3-35 кВ з великими струмами однофазних замикань на землю.

3. Трифазні мережі з ефективно-заземленими нейтралями (мережі високої і надвисокої напруги, нейтралі яких сполучені із землею безпосередньо або через невеликий активний опір).

У Росії це мережі напругою 110, 150 і частково 220 кВ, в яких застосовуються трансформатори (автотрансформатори вимагають обов'язкового глухого заземлення нейтралі).

4. Мережі з глухозаземленою нейтраллю (нейтраль трансформатора або генератора приєднується до заземляючого пристрою безпосередньо або через малий опір).

IV. По режиму роботи залежно від механічного стану:

1. ПЛ нормального режиму роботи (дроти і троси не обірвані)
2. ПЛ аварійного режиму роботи (при повному або частковому обриві дротів і тросів)
3. ПЛ монтажного режиму роботи (під час монтажу опор, дротів і тросів)

 

Причини встановлення повітряних ліній електропередачі:

• незначний обсяг земляних робіт при будівництві ПЛ;
• простота експлуатації і ремонту ПЛ;
• можливість використання опор повітряних ліній напругою до 1000 В для підвішування на них проводів радіомережі, місцевого телефонного зв'язку, зовнішнього освітлення, телеуправління, сигналізації;
• нижча вартість спорудження (1 км ПЛ дешевший (приблизно на 25 - 30%) порівняно з вартістю спорудження кабельної лінії такої самої довжини.

Ожеледові утворення надзвичайно небезпечні, оскільки створюють на проводах повітряної лінії додаткові і часто надто значні навантаження, які можуть стати причиною обривання проводів і навіть руйнування опор лінії.

Район ожеледності характеризується за товщиною стінок криги, яка утворюється на проводах повітряної лінії.

 За цими ознаками розрізняють такі чотири райони ожеледності:

І район - товщина стінок криги на проводі до 5 мм;

II район - товщина стінок криги на проводі від 6 до 10 мм;

ІІІ район - товщина стінок криги на проводі від 11 до 15 мм;

IV район - товщина стінок криги на проводі від 16 до 20 мм.

Якщо товщина стінок криги, що утворюється на проводах повітряної лінії, перевищує 20 мм, то цю місцевість зараховують до особливого ожеледного району.

Кабельні лінії електропередачі

Кабельна лінія електропередачі (КЛ) — лінія для передавання електроенергії або окремих її імпульсів, що складається з одного або декількох паралельних кабелів із сполучними, стопорними і кінцевими муфтами (закладеннями) та кріпильними деталями.

Класифікація кабельних ліній

(аналогічні повітряним лініям).

За умовами проходження:

1.   Підземні
2.   По спорудах
3.   Підводні

Елементи, які відносяться до кабельних споруд:

1. Кабельний тунель — закрита споруда (коридор) з розташованими в ньому опорними конструкціями для розміщення на них кабелів і кабельних муфт, з вільним проходом по усій довжині, що дозволяє робити прокладання кабелів, ремонт і огляд кабельних ліній.
2. Кабельний канал — непрохідна споруда, закрита і частково або повністю заглиблена в грунт, підлогу або перекриття .

Призначене для розміщення в ній кабелів, укладання, огляд і ремонт яких можливо робити лише при знятому перекритті.

3. Кабельна шахта — вертикальна кабельна споруда (як правило, прямокутного перерізу), у якої висота у декілька разів більше сторони перерізу.

Вона забезпечена скобами або сходами для пересування людей (прохідні шахти) або знімною повністю або частково стінкою (непрохідні шахти).

4. Кабельний поверх — частина будівлі, обмежена підлогою і перекриттям або покриттям, з відстанню між підлогою і частинами перекриття не менше 1,8 м.
5. Подвійна підлога — порожнина, обмежена стінами приміщення, міжповерховим перекриттям і підлогою приміщення зі знімними плитами (на усій або частини площі).
6. Кабельний блок — кабельна споруда з трубами (каналами) для прокладення в них кабелів з колодязями, що відносяться до нього.
7. Кабельна камера — підземна кабельна споруда, що закривається глухою знімною бетонною плитою, призначене для укладання кабельних муфт або для протягання кабелів у блоки.

 Камера, що має люк для входу в неї, називається кабельним колодязем.

8. Кабельна естакада — надземна або наземна відкрита горизонтальна або похила протяжна кабельна споруда.

 Кабельна естакада може бути прохідною або непрохідною.

9. Кабельна галерея — надземна або наземна закрита повністю або частково (наприклад, без бічних стін) горизонтальна або похила протяжна прохідна кабельна споруда.

Типи ізоляції кабельних ліній:

1. рідинна
2. кабельна нафтова олія
3. тверда
4. паперово-масляна
5. полівінілхлоридна (ПВХ)
6. резино-паперова (RIP)
7. зшитий поліетилен (XLPE)
8. етилен-пропиленова гума (EPR)

V. Закріплення вивченого матеріалу

1. Які лінії електропередач називають повітряними?

(Електрична повітряна лінія (ПЛ) – пристрій, призначений для передавання й розподілення електричної енергії по проводах, розташованих на відкритому повітрі і прикріплених до різних опорних конструкцій).

2. Назвіть основні елементи з яких складається повітряна лінія.

(Проводи, опори, ізолятори, арматура, грозозахисні троси).

3. Які вимоги до арматури потрібно ставити?

(Велика механічна міцність; хороша шарнірність; висока стійкість до корозії;

хороша електрична провідність).

4. Які види арматури ви знаєте?

(Зціпна; підтримуюча; натяжна; з’єднувальна; захисна; контактна; для кріплення штирьових ізоляторів; спіральна).

5. Які основні елементи повітряної лінії ви знаєте?

(Траса; пікет; нульовий пікетний знак; центровий знак; виробничий пікетаж; фундамент опори; основа фундаменту; прогін (довжина прогону); перехідний проліт; кут повороту лінії; стріла провисання; габарит прводу; шлейф).

6. Які по роду струму бувають ПЛ?

(ПЛ змінного струму;ПЛ постійного струму).

7. Які за призначенням бувають ПЛ?

(Наддалекі ПЛ напругою 500 кВ і вище; магістральні ПЛ напругою 220 і 330 кВ; розподільні ПЛ напругою 35, 110 і 150 кВ;ПЛ 20 кВ і нижче, що підводять електроенергію до споживачів; ПЛ до 1000 В; ПЛ вище 1000 В; ПЛ 1-35 кВ (ПЛ середнього класу напруги); ПЛ 110-220 кВ (ПЛ високого класу напруги); ПЛ 330-500 кВ (ПЛ надвисокого класу напруги); ПЛ 750 кВ і вище (ПЛ ультрависокого класу напруги)).

8. Які по режиму роботи нейтралей в електроустановках бувають ПЛ?

(Трифазні мережі з незаземленими (ізольованими) нейтралями; трифазні мережі з резонансно-заземленими (компенсованими) нейтралями; трифазні мережі з ефективно-заземленими нейтралями; мережі з глухозаземленою нейтраллю).

9.  Які по режиму роботи залежно від механічного стану бувають ПЛ?

(ПЛ нормального режиму роботи; ПЛ аварійного режиму роботи; ПЛ монтажного режиму роботи).

10. Які причини встановлення повітряних ліній електропередачі ви знаєте?

(Незначний обсяг земляних робіт при будівництві ПЛ; простота експлуатації і ремонту ПЛ; можливість використання опор повітряних ліній напругою до 1000 В для підвішування на них проводів радіомережі, місцевого телефонного зв'язку, зовнішнього освітлення, телеуправління, сигналізації; нижча вартість спорудження ).

11. Які лінії електропередач називають повітряними?

(Кабельна лінія електропередачі (КЛ) — лінія для передавання електроенергії або окремих її імпульсів, що складається з одного або декількох паралельних кабелів із сполучними, стопорними і кінцевими муфтами (закладеннями) і кріпильними деталями).

12. Які за умовами проходження бувають кабельні електростанції?

( Підземні; по спорудах; підводні).

13. Які елементи відносяться до кабельних споруд?

(Кабельний тунель; кабельний канал; кабельна шахта; кабельний поверх; подвійна підлога; кабельний блок; кабельна камера; кабельна естакада; кабельна галерея).

14. Які типи ізоляції кабельних ліній ви знаєте?

(Рідинна; кабельна нафтова олія; тверда; паперово-масляна; полівінілхлоридна (ПВХ); резино-паперова (RIP); зшитий поліетилен (XLPE); етилен-пропиленова гума (EPR)).

VI. Домашнє завдання

Опрацювати конспект.