Elektrické vedenia 22 kV

 

Elektrické vedenie je vodivé spojenie dvoch prevádzkových miest. Vedenia 22 kV sú realizované buď ako vzdušné (vonkajšie) alebo káblové.

Vzdušné vedenia sú postavené nad zemou mimo budov a bez ochranného obloženia. Pozostávajú zo stožiarov, ku ktorým sú pomocou armatúr a izolátorov pripevnené vodiče vedenia. Stožiare vzdušných vedení sú v teréne upevnené pomocou základov a môžu byť uzemnené.

Káblové vedenia majú úplne izolované vodiče, ktoré sú obvykle uložené v zemi v káblových kanáloch alebo na káblových lávkach, kde sú príslušne chránené. Zvláštnym typom káblového vedenia je závesný kábel, ktorý je umiestnený na podperných bodoch. Môže byť realizovaný ako kábel zavesený na nosné lano pomocou páskových príchytiek alebo ako samostatný kábel, kedy nosné lano tvorí s káblom jeden konštrukčný celok.

Vedenia 22 kV, označované aj ako vedenia vn, sú súčasťou distribučnej sústavy. Podľa významu je možné vedenia vn rozdeliť na vedenia:

  • distribučné – slúžia pre distribúciu elektrickej energie odberateľom. Tieto vedenia spájajú elektrické stanice 110/22 kV s distribučnými transformačnými stanicami 22/0,4 kV, z ktorých sú napájaní odberatelia,
  • miestne – zabezpečujú rozvod elektrickej energie na území mesta alebo obce.

Elektrické parametre vedení

Základné elektrické parametre používané pri výpočtoch prevádzkových stavov, poruchových stavoch a pri návrhu vedení sú:

  • Rk – činný odpor – rezistancia (Ω∙km-1),
  • Lk – indukčnosť (mH∙km-1),
  • Ck – kapacita (µF∙km-1),
  • Gk – zvod – konduktancia (S∙km-1).

Tieto parametre sa vo väčšine prípadov udávajú v merných hodnotách, t. j. vztiahnuté na jednotku dĺžky vedenia. Ich veľkosť závisí predovšetkým od použitého materiálu, technickej realizácie a geometrického usporiadania vodičov.

Vodiče vedení 22 kV

Vodiče sú funkčne najdôležitejšou časťou vedenia a aj z ekonomického hľadiska predstavujú rozhodujúcu zložku celého vedenia. Voľba vodičov taktiež ovplyvňuje konštrukciu stožiarov a prevádzkovú bezpečnosť, pretože pretrhnutie vodiča spôsobuje prerušenie dodávky elektrickej energie so všetkými dôsledkami.

Vzdušné vedenia

Ako vodiče vzdušných vedení sa zvyčajne používajú laná, pretože sú ohybnejšie, pevnejšie a z hľadiska prevádzky bezpečnejšie než drôty. Majú rovnomernejšiu konštrukciu, ktorá pozostáva z jednotlivých tenších drôtov.

Najlacnejším, najdostupnejším, a preto najviac používaným materiálom pre vodiče vn vedení je hliník. Okrem lán z jedného kovu sa vyrábajú laná z drôtov rôznych materiálov tak, aby sa využili ich charakteristické vlastnosti. V súčasnej dobe je hliník najviac používaný v kombinácii s oceľovou dušou, čím lano okrem vodivosti získa aj požadovanú mechanickú pevnosť. Vedenia 22 kV sú väčšinou realizované kombinovanými AlFe lanami uvedenými v tabuľke 1.

Tabuľka 1. Niektoré parametre AlFe lán používaných na vn vedenia

Označenie Konštrukcia Priemer Prierez Hmotnosť Celkový prierez Vypočítaný odpor pri 20°C Únosnosť
AlFe Al Fe Lana Fe Al Fe   S   σ
mm2 počet/Ø mm mm mm mm2 mm2 kg/km mm2 Ω/km MPa
16/2,5 6/1,8 1/1,8 5,4 1,8 15,26 2,54 65 17,8 1,86 5,80
25/4 6/2,25 1/2,25 6,75 2,25 23,85 3,97 98 27,8 1,92 8,95
35/6 6/2,7 1/2,70 8,1 2,7 34,35 5,72 140 40,1 0,8529 12,37
50/8 6/3,2 1/3,20 9,6 3,2 48,25 8,04 196 56,3 0,5880 16,81
70/12 26/1,85 7/1,44 11,72 4,32 69,89 11,4 288 81,3 0,4204 26,27
95/15 26/2,15 7/1,67 13,61 5,01 94,37 15,33 386 109,7 0,3115 34,93
95/56 12/3,20 7/3,20 16 9,6 96,51 56,3 712 152,8 0,3039 77,85
120/20 26/2,45 7/1,90 15,5 5,7 122,5 19,85 501 141,4 0,2399 44,5
120/70 12/3,60 7/3,60 18 10,8 122,2 71,25 901 193,4 0,2402 97,92

Káblové vedenia

Na prenos elektrickej energie sa používajú okrem vzdušných (vonkajších) vedení aj káblové vedenia. Používajú sa všade tam, kde výstavba vonkajšieho vedenia je obtiažna, napr. v husto obývaných oblastiach, v mestách s vysokou zástavbou, priemyselných podnikoch, závodoch, baniach a všade tam, kde vonkajšie vedenie by prekážalo iným prevádzkam, napr. v blízkosti letísk, telefónnych trás a pod. Okrem toho sa používajú v elektrárňach a elektrických staniciach pri vyvedení výkonu z generátorov do rozvodne, na prepojenie transformátorov s prípojnicami, na zaústenie vonkajších vedení do rozvodní a pod.

Káblové vedenia sú uložené v zemi alebo realizované ako izolované vzdušné vedenie na podperných bodoch. Do súboru káblových vedení patria káble, káblové žľaby a rúry, káblové koncovky a spojky, podperné body a armatúry.

Káble do 35 kV pozostávajú z troch základných častí: jadra, izolácie a plášťa. Jadrá silových káblov sú z medi alebo hliníka. Jadrá môžu byť jednodrôtové (do 16 mm2) alebo viacdrôtové. Čím ohybnejší má byť kábel, tým viac a tenších prameňov má mať. Prierez jadier môže byť kruhový alebo sektorový.

Hlavným znakom pre určenie typu kábla je izolácia. Rozlišujeme papierovú izoláciu, izoláciu z plastických materiálov a izoláciu z gumy. Kvalita izolácie sa posudzuje podľa veľkosti izolačného odporu a stratového uhla tgδ, ktoré sa zisťujú meraním.

Káblové plášte chránia izoláciu silových káblov pred vlhkosťou a čiastočne pred mechanickým poškodením. Pre káble s papierovou izoláciou sa používajú kovové plášte (klasický kábel) z olova alebo hliníka. Pre káble s termoplastickou izoláciou sa používajú aj plášte z termoplastov (celoplastové káble). Pre ťažké prevádzkové podmienky môžu mať kovový plášť. Káble s gumenou izoláciou môžu mať plášte z gumy, termoplastu alebo kovové.

Závesné káble

Závesné káble sa môžu používať v sieťach s účinne uzemneným uzlom sústavy. V sieťach s neúčinne uzemneným uzlom sústavy sa tieto káble môžu použiť vtedy, keď spojenie so zemou sa do 8 hodín odpojí a tieto spojenia netrvajú v súčte za jeden rok viac ako 125 hodín. Súvisí to so znížením životnosti káblu, spôsobeným vyšším elektrickým namáhaním izolácie.

Podperné body pre vzdušné vedenia

Na mechanické upevnenie vodičov vonkajších silových vedení sa používajú podperné body, stožiare, ako konštrukčné časti na „nesenie“ vodičov pomocou izolátorov, ktoré slúžia aj na oddelenie častí s rôznym potenciálom. Stožiare musia zabezpečovať prevádzkovú spoľahlivosť vedenia a zároveň znášať klimatické podmienky oblasti, v ktorej sa nachádzajú, najmä účinky nárazov vetra a extrémnej námrazy.

Časti stožiara sú základ, driek, hlava, most (portál), priečky, konzoly, vzpery a zakotvenia. Rozoznávame stožiare jednoduché (valec, hranol) a zložené konštrukcie najrôznejších tvarov (kozlík, portál a pod.).

Obr. 1. Usporiadanie vodičov vn vedení a) klasické, b) súčasný trend

Izolátory

Súčasťou podperného bodu vonkajších elektrických vedení sú izolátory. Izolátor slúži na elektrické oddelenie a mechanické spojenie častí vedenia s rozdielnym potenciálom. Má rozhodujúci vplyv na spoľahlivosť vedenia a bezpečný chod siete, ako aj na osobnú bezpečnosť. Normy vyžadujú dokonalú kontrolu výrobných procesov izolátorov.

Vyrábajú sa z keramiky (porcelánu), z ušľachtilého skla a z plastov ako epoxid, silikón, EVA materiál, tzv. kompozitné izolátory.

Izolátory z hľadiska použitia delíme na:

  • podperné (nosné) – nesú vodiče vedenia a sú vystavené namáhaniu v ťahu, tlaku a v ohybe, výhodou je že zvyšujú stavebnú výšku,
  • závesné (nosné, kotevné, ťahové) – inštalujú sa na konzoly a sú namáhané hlavne na ťah od susedných polí (vn, vvn, zvn).

Obr. 2. Podperné izolátory a), b) a závesné izolátory c)

Armatúry vonkajších elektrických vedení vn

Armatúry sú dôležitou súčasťou podperných bodov vonkajších elektrických vedení. Zahŕňajú širokú škálu rôznych druhov výrobkov potrebných na stavbu vedení vn. Armatúry musia spĺňať požiadavky na odolnosť proti korózii, dlhú životnosť, montážnu rozobrateľnosť pri rekonštrukcii a haváriách. Musia vydržať predpísané elektrické, mechanické a tepelné zaťaženie.