Linie napowietrzne

Spis treści

1. Wymagania ogólne

     Elektroenergetyczne linie napowietrzne przesyłowe i rozdzielcze prądu przemiennego przeznaczone są do przesyłania energii elektrycznej.
     Każda linia napowietrzna składa się: z konstrukcji wsporczych (słupów), izolatorów, przewodów (fazowych i odgromowych) oraz osprzętu liniowego. Jednak podstawowym elementem linii napowietrznej sa przewody robocze wiodące prąd elektryczny, mocowane do konstrukcji wsporczych za pomocą izolatorów oraz przewody odgromowe stanowiące ochronę przed wyładowaniami atmosferycznymi.
     Ze względu na funkcje jakie linie napowietrzne spełniają w procesie dostawy i rozdziału energii elektrycznej, rozróżnia się linie przeyłowe, przesyłowo-rozdzielcze i rozdzielcze oraz linie doprowadzające energię elektryczna bezpośrednio do odbiorców przemysłowych i indywidualnych.
     Każdy z wymienionych elementów linii napowietrznej wymaga szczególnego doboru i nieraz specjalistycznego montażu, w zależności od rodzaju i przeznaczenia, wpływów zewnętrznych oraz wymagań norm i przepisów.
      Linie napowietrzne prądu przemiennego budowane są na wszystkie napięcia nominalne stosowane w polskich sieciach elektroenergetycznych, tj. od 0,4 kV do 400 kV.
     Wymagania dotyczące projektowania i budowy linii napowietrznych z przewodami roboczymi gołymi określone są w normach:
PN-EN 50341-1:2013-03 Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 1 kV Część Wymagania ogólne – Specyfikacje wspólne,
PN-EN 50341-3-22:2010 Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 45 kV Część 3: Zbiór normatywnych warunków krajowych.
N SEP-E-003:2003 Elektroenergetyczne linie napowietrzne. Projektowanie i budowa. Linie prądu przemiennego z przewodami pełnoizolowanymi oraz z przewodami niepełnoizolowanymi.

1.1. Definicje niektórych pojęć dotyczących linii napowietrznych:
Przęsło – część linii napowietrznej zawarta między sąsiednimi konstrukcjami wsporczymi (Rys.1);
Rozpiętość przęsła – pozioma odległość pomiędzy osiami sąsiednich konstrukcji wsporczych;
Zwis – odległość pionowa między przewodem a prostą łączącą punkty zawieszenia przewodu w środku rozpiętości przęsła (Rys 1);
Skrzyżowanie – takie usytuowanie linii, że rzuty prostokątne na płaszczyznę poziomą skrajnych przewodów linii oraz części innego obiektu pokrywają się, przecinają lub odległość pozioma linii od powyższych obiektów jest mniejsza niż odległość określona w odpowiednich podrozdziałach niniejszego NNA;
Naciąg przewodu w określonym miejscu – siła styczna do osi podłużnej przewodu, wyrażona iloczynem naprężenia i przekroju przewodu w tym miejscu;
Obostrzenie linii – dodatkowe zabezpieczenia linii na odcinku wymagającym zwiększonego bezpieczeństwa obiektów krzyżowanych lub będących w zbliżeniu, stosowane w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa zerwania i opadnięcia przewodu; rozróżnia się I, II i III poziom obostrzenia;
Przewód wyrównawczy – przewód zapewniający połączenie ekwipotencjalne;
Odstęp izolacyjny – najkrótsza odległość w powietrzu między dwiema częściami przewodzącymi, wyznaczona wzdłuż najkrótszej drogi miedzy tymi częściami;
Izolator kompozytowy – izolator złożony z co najmniej dwóch części izolacyjnych, mianowicie z rdzenia i osłony, wyposażony w okucia mocujące. Izolatory kompozytowe mogą przykładowo składać się albo z pojedynczych kloszów montowanych na rdzeniu z osłoną pośrednią lub bez, albo z osłony bezpośrednio formowanej lub odlewanej w pojedynczym lub kilku elementach na rdzeniu;
Przewód (linii napowietrznej) – drut lub zespół drutów nieizolowanych względem siebie, wykonanych z aluminium, stopu aluminium, miedzi, stali ocynkowanej lub stali aluminiowanej, bądź też ich kombinacji, skręconych razem, które wspólnie mają za zadanie przewodzenie prądu elektrycznego;
Ulot – świecące wyładowanie spowodowane jonizacją powietrza otaczającego elektrodę, wywołane przez gradient napięcia przekraczający pewną wartość krytyczną;
Prąd uziomowy – prąd płynący do ziemi przez impedancję uziemienia;
Ziemia – określenie ziemi rozumianej jako miejsce lokalizacji, jak również ziemi rozumianej jako przewodząca masa, np. różne typy gruntu, próchnica, piasek gliniasty, żwir, kamień;
Uziom – część przewodząca umieszczona w ziemi, mająca połączenie przewodzące z ziemią, lub część przewodząca osadzona w betonie stykającym się z ziemią na dużej powierzchni (na przykład uziom fundamentowy);
Doziemienie – przewodzące połączenie spowodowane przez zwarcie pomiędzy przewodem fazowym obwodu głównego a ziemią bądź częścią uziemioną. Doziemienie dwóch lub kilku przewodów fazowych w różnych miejscach tego samego systemu elektrycznego jest określane jako doziemienie podwójne lub wielokrotne;
Prąd doziemienia – prąd, który płynie z obwodu głównego do ziemi lub do części uziemionych, jeżeli w miejscu zwarcia (miejscu doziemienia) jest tylko jeden punkt doziemienia;
Napięcie uziomowe – napięcie pomiędzy układem uziemiającym a ziemią odniesienia;
Uziemienie – ogół środków i działań wykonanych w celu zapewnienia właściwego połączenia przewodzącego z ziemi;
Przewód uziemiający – przewód, który łączy z uziomem te części instalacji, które mają być uziemione, niezależnie od tego czy znajduje się on poza gruntem (przewód odgromowy), czy jest zakopany w gruncie;
Układ uziemiający – lokalnie ograniczony system elektryczny połączonych elektrycznie uziomów lub przewodów uziemiających i przewodów wyrównawczych, lub części metalowych spełniających te same funkcje, na przykład fundamentów słupów, zbrojeń, metalowych powłok kabli;
Przewód odgromowy – przewód połączony z ziemią na niektórych lub wszystkich konstrukcjach wsporczych, który zwykle jest zawieszony, ale niekoniecznie, powyżej przewodów roboczych linii w celu zapewnienia im ochrony przed uderzeniami pioruna;
Pole elektryczne – pole składowe pola elektromagnetycznego opisane parą wektorów: natężeniem pola elektrycznego E i indukcją elektryczną D;
Odstępy izolacyjne – wszystkie odstępy izolacyjne, które nie są „odstępami izolacyjnymi wewnętrznymi” i które obejmują odstępy izolacyjne od powierzchni ziemi, dróg, budynków i instalacji (jeżeli są dopuszczone przez przepisy krajowe) i od obiektów, które mogą się na nich znajdować;
Uziom fundamentowy – część przewodząca osadzona w betonie stykającym się z ziemią na dużej powierzchni;
Odstęp izolacyjny wewnętrzny – odstęp izolacyjny pomiędzy przewodami fazowymi a częściami uziemionymi, takimi jak stalowe elementy konstrukcji i przewody odgromowe oraz odstępy między przewodami fazowymi;
Pole magnetyczne – pole składowe pola elektromagnetycznego, opisane parą wektorów: natężeniem pola magnetycznego H i indukcją magnetyczną B;
Uziom wyrównawczy – część przewodząca, która dzięki swej konfiguracji i ułożeniu jest używana główne do sterowania rozkładem napięcia, a nie do uzyskania określonej rezystancji uziemienia;
Ziemia odniesienia (ziemia odległa) – części ziemi, znajdujące się poza obszarem wpływu uziomu bądź układu uziemiającego, w których pomiędzy dwoma dowolnymi punktami nie pojawia się żadne dostrzegalne napięcie przy przepływie prądu uziomowego;
Rezystancja uziemienia – rezystancja ziemi pomiędzy uziemieniem a ziemia odniesienia, które w praktyce jest czystą rezystancją;
Rezystywność gruntu – rezystancja właściwa ziemi.

1.2. Przęsło linii napowietrznej
     Znajomość wartości zwisu i odległości pionowej przewodu od punktu zawieszenia w dowolnym miejscu przęsła (Rys. 1) jest konieczna przy ustalaniu wysokości słupów, w celu zachowania wymaganych bezpiecznych odległości przewodu od ziemi i krzyżowanych obiektów.


Rys. 1. Przęsło linii napowietrznej
Oznaczenia: α – rozpiętość przęsła, f – zwis, x – odległość od punktu zawieszenia
fx – odległość pionowa przewodu od punktu zawieszenia w dowolnym miejscu przęsła.

1.3. Zwis przewodu w przęśle linii napowietznej
     Zwis przewodu w przęśle linii napowietrznej ustala się wystarczająco dokładnie:

a) przy założeniu, że przewód linii układa się według krzywej łańcuchowej oraz
b) przy praktycznie stosowanych rozpiętościach przęseł płaskich, upraszczając funkcję i zastępując ją parabolą.

     Wówczas wartość zwisu przewodu oblicza się ze wzoru:

gdzie:
a) – rozpiętość przęsła;
g) – ciężar jednostkowy przewodu;
σ) – naprężenie przewodu w najniższym punkcie.

     Odległość pionowa przewodu od punktu zawieszenia w dowolnym miejscu przęsła płaskiego wynosi:

gdzie: x – odległość od punktu zawieszenia.

     Zwis zwiększa się ze wzrostem temperatury lub dodatkowym obciążeniu przewodu. Do projektowania przyjmuje się największy zwis normalny, tj. występujący w temperaturze granicznej roboczej lub temperaturze – 5 oC i sadzi normalnej.

▲ do góry

2. Elementy linii napowietrznych

     Podstawowymi elementami linii napowietrznych są:

– przewody,
– izolatory,
– słupy i konstrukcje wsporcze,
– osprzęt,
– inne elementy wynikające ze sposobu prowadzenia linii.

2.1 Przewody linii napowietrznych
2.1.1. Wymagania norm
     W elektroenergetycznych liniach napowietrznych zaleca sie stosować przewody o budowie i właściwościach określonych w normach:
PN-EN 50182:2002 Przewody linii napowietrznych – Przewody z drutów okrągłych skręconych współosiowo;
PN-EN 62004:2009 Ciepłoodporny drut ze stopu aluminium do przewodów linii napowietrznych;
PN-EN 62219:2003 Przewody elektryczne do linii napowietrznych – Przewody skręcone warstwowo z drutów profilowanych.

2.1.2. Przewody fazowe i odgromowestosowane w liniach napowietrznych powinny być zaprojektowane, dobrane i wykonane tak, aby spełniały wymagania elektryczne i mechaniczne wynikające z parametrów projektowych linii elektroenergetycznej. Powinny charakteryzować się dużą przewodnością elektryczną, odpornością na wpływy atmosferyczne oraz dużą wytrzymałością mechaniczną i odpornością na drgania.
     Przewody do linii napowietrznych wykonane sa najczęściej z aluminium, którego przewodność elektryczna wynosi ok. 34 m/Ω mm2, ze stopów aluminium lub mogą zawierać wzmacniające druty stalowe ocynkowane lub aluminiowane. Przewody wykonane z miedzi, pomimo lepszej przewodności od aluminium (ok. 54 m/Ω mm2), nie znalazły zastosowania w liniach napowietrznych, ponieważ są przede wszystkim cięższe i droższe.
     Przewody do linii napowietrznych wykonane są jako linki skręcone z wielu drutów aluminiowych, natomiast dla zwiększenia wytrzymałości mechanicznej, w środku linek o większym przekroju, umieszcza się druty stalowe. Przekrój znamionowy tak wykonanej linki, do której odnosi się obciążalność prądowa długotrwała, jest przekrojem drutów aluminiowych. Oznaczenia tak zbudowanych linek są następujące:

a) AFL-6 120 mm2, gdzie 6 jest stosunkiem przekroju części aluminiowej do części stalowej lub
b) AFLs –przewód stalowo aluminiowy segmentowy, który ze względu kształt drutów warstwy zewnętrznej powoduje zmniejszenie średnicy przewodu, przy zachowaniu własności elektrycznych i mechanicznych.

     Przy określaniu wymagań dla przewodów fazowych i odgromowych potrzebne może być uwzględnienie dodatkowych czynników związanych z pracą linii oraz wpływem środowiska, np. na obciążalność prądową, odstępy izolacyjne wewnętrzne i zewnętrzne, straty elektryczne, niezawodność systemu.
     Przy określaniu wymagań dla przewodów fazowych i odgromowych potrzebne może być uwzględnienie dodatkowych czynników związanych z pracą linii, utrzymaniem i wpływem środowiska.
     Do czynników tych należy zaliczyć:

– obciążalność prądową,
– odstępy izolacyjne wewnętrzne i zewnętrzne,
– straty elektryczne,
– niezawodność systemu.

2.1.3. Wymagania elektryczne
     Rezystancja przewodu zależy od jego długości, przekroju poprzecznego i od rodzaju materiału z którego przewód został wykonany. Rezystancję przewodu (R) w Ω, oblicza się ze wzoru:

gdzie:
l – długość przewodu, w m;
ρ – rezystywność przewodu, w Ω m;
S – przekrój przewodu, w mm2.

     Rezystywność drutów z aluminium lub stopów aluminium należy dobrać z wartości podanych w normie PN – EN 50182 lub obliczyć na podstawie tej normy, przy prądzie stałym w temperaturze 20 oC.
     Odwrotnością rezystywności jest konduktywność γ wyrażona w m/Ωmm2
     Rezystancję jednostkową przewodu (R’) o długości jednego kilometra, przy przepływie prądu przemiennego, oblicza się ze wzoru:

gdzie:
γ – konduktywność, w m/Ωmm2;
S – poprzeczny przekrój przewodu, w mm2.

     Przy obliczaniu średnicy przewodu fazowego oraz konstrukcji wiązki wieloprzewodowej należy brać pod uwagę ulot, poziom hałasu oraz poziom zakłóceń.
     Zaleca się, aby średnica drutów okrągłych w warstwie zewnętrznej była nie mniejsza niż 2,33 mm.

2.1.4. Maksymalne temperatury pracy przewodów wykonanych z aluminium lub ze stopów aluminium określa się dla różnych warunków pracy wg NNA lub w Specyfikacji Projektowej, oraz po uwzględnieniu:

a) maksymalnej temperatury pracy przy normalnym obciążeniu linii,
b) maksymalnej temperatury dla określonych czasów przy różnych obciążeniach linii powyżej poziomu normalnego,
c) maksymalnej temperatury spowodowanej określoną awarią systemu elektroenergetycznego.

     Określenie wartości maksymalnej temperatury projektowej – zależnej od przewidywanych przepływów mocy w stanach normalnych i awaryjnych oraz sposobu prowadzenia ruchu linii o napięciu znamionowym powyżej 45 kV – należy do właściciela linii elektroenergetycznej.
     W normie PN-EN 50341-3-22:2010 Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 45 kV– Część 3: Zbiór normatywnych warunków krajowych, określono::

1) Maksymalna temperatura projektowa pracy przewodów na bazie aluminium w przypadku określonego zwarcia nie powinna być wyższa niż + 80 oC;
2) Maksymalna temperatura projektowa pracy przewodów na bazie aluminium w przypadku określonego zwarcia w systemie nie powinna przekroczyć + 200 oC;
3) Początkową temperaturę przewodu równą + 40 oC, należy przyjąć jako wyjściową do obliczeń temperatury w stanach zwarcia, o ile w Specyfikacji Projektowej nie podano inaczej. Dla linii o napiciu 110 kV i wyższym zaleca się przyjmowanie projektowej temperatury przewodów fazowych nie niższej niż + 60oC.

     Przy stosowaniu przewodów wykonanych ze specjalnych stopów aluminium, odpowiedniej budowy przewodu i osprzętu, w Specyfikacji Projektowej można określić wyższe temperatury pracy przewodu. Przewody wykonane na bazie stali mogą być zastosowane tylko jako przewody odgromowe.
     Maksymalna temperatura przewodów na bazie stali, w przypadku określonej awarii w systemie (zwarcia), nie powinna przekroczyć + 300oC.
     Znaczna część linii napowietrznych została wybudowana przy przyjęciu temperatury granicznej roboczej + 40 oC, zgodnie z obowiązująca wówczas normą PN-E – 05100 . W ostatniej wersji tej normy uznano za prawidłowe podwyższenie wartości tej temperatury do + 60 oC, lub + 80 oC i według tych wartości projektuje się linie o napięciu 110 kV lub wyższym.
     Dla linii zaprojektowanych dla temperatury granicznej roboczej + 40 oC ustala się zmniejszone indywidualnie dopuszczalne obciążenia prądowe, uwzględniając wymogi bezpieczeństwa przy skrzyżowaniach z obiektami lub wymienia się słupy na wyższe dla wyeliminowania zagrożeń, albo wymienia się przewody na wysokotemperaturowe, o mniejszym wydłużeniu cieplnym. Zawieszony przewód jest poddany sile naciągu, powodującej naprężenie. Jeśli punkty zawieszenia są na różnych poziomach, w wyższym naprężenie jest większe.

2.1.5. Przekroje przewodów dopuszczalne ze względu na wytrzymałość mechaniczną
     Przewody stosowane jako robocze lub odgromowe muszą odpowiadać wymaganiom Polskich Norm potwierdzonych atestem fabrycznym w zakresie budowy i struktury.
     Dopuszczalne naprężenia w przewodach linii napowietrznej nie powinno przekraczać:

a) naprężenia normalnego dla przęseł bez obostrzeń oraz z I i II poziomem obostrzenia,
b) naprężenia zmniejszonego dla przęseł z III poziomem obostrzenia.

     Zabezpieczenie przewodu od drgań mechanicznych zaleca się wykonać przez stosowanie dostatecznie małego naprężenia lub urządzeń tłumiących.
     Znamionowe wytrzymałości na rozciąganie przewodów wykonanych na bazie aluminium, obliczone zgodnie z PN-EN 50182, powinny być wystarczające dla spełnienia wymagań dotyczących obciążeń, z uwzględnieniem współczynników dla przewodów.
     Największe dopuszczalne naprężenie przewodu, którego nie można przekroczyć w żadnym punkcie zawieszonego przewodu, może być:

a) normalne – występujące w temperaturze – 25 oC bez sadzi lub w temperaturze – 5 oC i sadzi normalnej;
b) zmniejszone – występuje w warunkach jw. w sekcjach odciągowych, w których zastosowano obostrzenie wymagające zwiększenia pewności mechanicznej,
c) normalne katastrofalne – występujące przy temperaturze – 5 oC i sadzi katastrofalnej, gdy przewód jest zawieszony z naprężeniem normalnym,
d) zmniejszone katastrofalne – występuje w warunkach jw. gdy przewód jest zawieszony z naprężeniem zmniejszonym.

     Naprężenie obliczeniowe jest wartością największego naprężenia w przewodzie, przyjętą dla linii, nie przekraczającą normalnego lub zmniejszonego naprężenia dopuszczalnego.

Tablica 1. Najmniejsze przekroje przewodów dopuszczalne ze względu na wytrzymałość mechaniczną

Dla przewodu o stosunku stali do aluminium większym od 0,35 dopuszcza się najmniejszy przekrój
16 mm2.

2.1.6. Rodzaje przewodów stosowanych w liniach napowietrznych
Przewód nieizolowany (goły) – przewód bez izolacji żyły roboczej. Wykorzystuje się go w liniach
elektroenergetycznych wszystkich napięć;
Przewód izolowany – przewód posiadający izolacje żył roboczych. Wytrzymałość elektryczna izolacji
jest dostosowana do napięcia znamionowego linii;
Przewód niepełnoizolowany – przewód roboczy jednożyłowy o warstwie izolacji dostosowanej do pracy
w linii napowietrznej o napięciu wyższym niż 1 kV, której wytrzymałość elektryczna nie spełnia wymagań odpowiadających napięciu znamionowemu linii;
Przewód pełnoizolowany – przewód o izolacji żył roboczych dostosowanej do warunków pracy w linii
napowietrznej, której wytrzym ałość elektryczna odpowiada napięciu znamionowemu linii;
Przewód pełnoizolowany samonośny – przewód z izolowanymi żyłami roboczymi bez elementu nośnego;
Przewód pełnoizolowany podwieszony – przewód z żyłami roboczymi izolowanymi i wydzielonym elementem nośnym, służącym do zapewnienia wytrzymałości mechanicznej na rozciąganie;
Przewody izolowane samonośne -wszystkie żyły robocze przewodu bez elementu nośnego spełniają funkcje nośną i powinny by wykonane z drutów aluminiowych twardych lub z drutów ze stopu aluminium,
Przewody z neutralną żyłą nośną – żyła neutralna przewodów dwu-, trój-, cztero- i pięciożyłowych lub żyła neutralna o większym przekroju znamionowym (w przewodach sześciożyłowych) powinna być wykonana z drutów ze stopu aluminium o podstawowych właściwościach. Pozostałe żyły robocze powinny być wykonane z drutów aluminiowych półtwardych lub twardych
Przewody z elementem nośnym – element nośny powinien stanowić część przewodu przeznaczoną do jego zawieszenia. Żyły robocze powinny być wykonane z drutów aluminiowych. Element nośny powinien być wykonany z drutów stalowych ocynkowanych.

2.1.7. Dobór i stosowanie przewodów w liniach napowietrznych

1) W liniach niskiego napięcia stosuje się gołe linki aluminiowe (symbol Al) o przekrojach: 16, 25, 35 ,50, 70 i 95 mm2 oraz izolowane przewody w postaci samonośnej wiązki złożonej z izolowanych linek aluminiowych w tzw. systemie czteroprzewodowym, z ewentualnym dodatkowym przewodem oświetleniowym. Materiałem izolacyjnym w tym przypadku jest polietylen sieciowany. Produkowane przewody mają przekroje: 16, 25, 35, 50, 70, 95 mm2 i są powszechnie stosowane w przyłączach. Przykłady oznaczenia przewodów:

a) AsXS – przewód samonośny (s), o żyłach aluminiowych (A), o izolacji polietylenu sieciowanego uodpornionej na działanie promieni słonecznych (XS),
b) AsXSn – przewód samonośny (s), o żyłach aluminiowych (A), o izolacji polietylenu sieciowanego nie podtrzymującego palenia (XSn);

2) W liniach o napięciu znamionowym powyżej 1 kV stosuje się jako przewody robocze linkę stalowo-aluminiową (o symbolu AFL) o stosunku przekroju aluminium do przekroju rdzenia stalowego 6:1 lub 8:1. Dla przewodów stalowo-aluminiowych linii o napięciu 110 kV i wyższym zaleca się przyjmowanie granicznej roboczej temperatury przewodów roboczych + 60 oC. Wybór wartości temperatury granicznej roboczej przewodów dla linii o napięciu 110 kV i wyższym jest pozostawiony właścicielowi linii.

Zalecane przekroje przewodów elektroenergetycznych linii napowietrznych:
a) AFL-6-35 mm2 – do odgałęzień w sieci pozamiejskiej SN;
b) AFL-6-70 mm2 – do linii magistralnych SN z wyjątkiem początkowych odcinków wymiarowanych na specjalny poziom prądu zwarciowego (12,5 kA),
c) AFL-6-120 mm2 – do początkowych odcinków magistral i odgałęzień w liniach średniego napięcia wyprowadzonych ze stacji o specjalnym poziomie mocy zwarcia oraz przypadku potrzeby zwiększenia obciążalności linii (stosowany rzadko),
d) AFL-6-240 mm2 – do linii 110 kV,
e) AFL-8-350 mm2 – do linii 110 kV,
f) AFL-8-525 mm2 – do linii 110 kV, 220 kV i 400 kV, przy czym w liniach 400 kV przewody
te są stosowane wyłącznie w postaci wiązki dwuprzewodowej;

3) W liniach 110 kV i średniego napięcia stosuje się przewody stalowo-aluminiowe o stosunku przekroju aluminium do stali 6:1. W liniach 110 kV jest to AFL-6-240 mm2, w szczególnych przypadkach AFL-8-350 mm2. W starszych liniach spotyka się przewody AFL-6-120 lub 185 mm2. W szczególnych przypadkach, zwykle przy modernizacji linii 440 i 110 kV, stosuje się przewody specjalne za stopów aluminium. Wykonuje się to w celu zwiększenia przekroju bez wymiany istniejących konstrukcji wsporczych albo zmniejszenia zwisów poprzez zastosowanie przewodów wysokotemperaturowych.
W liniach średniego napięcia (SN)zaleca się stosować przewody AFL-6-35 mm2 w odgałęzieniach w sieci terenowej i AFL-6-70 mm2 w magistralach. W szczególnych przypadkach, głównie na początku magistral, stosuje się przewód AFL-6-120 mm2;

4) W liniach 220 i 400 kV stosuje się jako przewody robocze linkę stalowo-aluminiową o stosunku przekroju aluminium do przekroju rdzenia stalowego 8:1. W liniach 400 kV jest to AFL-8-525 mm2 – w wiązce dwuprzewodowej lub trzyprzewodowej. Tak wykonane przewody wiązkowe zmniejszają reaktancję linii i straty spowodowane ulotem oraz skłonność przewodów do drgań, zwiększają natomiast zdolność przesyłową linii.
W liniach 220 kV stosowano ostatnio pojedynczy przewód AFL-8-525 mm2, wcześniej przewody różnego typu.
Linie 400, 220 i 110 kV chroni się przed bezpośrednim wyładowaniem atmosferycznym jednym lub dwoma przewodami odgromowymi AFL-11,7-50, 70 lub 95 mm2 oraz AFL-6-120 lub 240 mm2, zależnie od typu słupów i prądów zwarciowych. Stosuje się również specjalne przewody typu OPGW z wbudowanym telekomunikacyjnym kablem światłowodowym, tworząc sieć łączności dla potrzeb energetyki.

     W obszarach zadrzewionych lub w innych uzasadnionych przypadkach stosuje się w liniach napowietrznych przewody izolowane:

a) w osłonie izolacyjnej według fińskiego systemu PAS, o zmniejszonej odległości pomiędzy przewodami fazowymi przy wytrzymałości izolacji na zwarcia i doziemienia określonej próbą napięciową 20 – 22 kV w wodzie; są to przewody typu AAsXS, AAsXSn, AAsXsnu, gdzie AA – oznacza linkę ze stopu AIMgSi, XS- izolację polietylenem sieciowanym, n – nie podtrzymującą palenia, u – uodpornioną na promieniowanie ultrafioletowe;
b) w izolacji pełnej, w postaci wiązki trzech przewodów jednożyłowych i linki nośnej, o symbolu XRaUHAKXS+Fe, gdzie X – oznacza powłokę polietylenową, Ra – uszczelnienie promieniowe taśmą aluminiową będące jednocześnie żyłą powrotną. U – uszczelnienie wzdłużne, H – pole promieniowe, A – aluminiowa żyłę roboczą, K – kabel elektroenergetyczny, XS – izolację polietylenu sieciowanego, Fe – linkę stalową. Napięcia znamionowe wynoszą: 6/10 kV, 12/20 kV, 18/30 kV, a przekroje żyły roboczej – od 35 do 240 mm2.

     Stosowanie przewodów izolowanych wraz z odpowiednim osprzętem pozwala na uproszczenie budowy linii, zmniejszenie liczby zakłóceń oraz zwiększenie bezpieczeństwa i pewności pracy linii.
     Zabrania się stosowania przewodów jednodrutowych w elektroenergetycznych liniach o napięciu znamionowym wyższym niż 1 kV. W liniach napowietrznych o napięciu znamionowym do 1 kV dopuszcza się stosowanie przewodów jednodrutowych gołych z miedzi o przekrojach od 10 do 16 mm2.
     Przewody nieznormalizowane mogą być stosowane pod warunkiem, że materiały i budowa tych przewodów zostaną wcześniej zbadane przez instytucję naukowo-badawczą i uznane za odpowiednie dla linii napowietrznych, albo jeżeli przewody te, z dodatnim wynikiem, znalazły powszechne zastosowanie w praktyce zagranicznej.

2.1.8. Zawieszanie i łączenie przewodów
     W praktyce stosuje sie dwa rodzaje zawieszania przewodów roboczych i odgromowych: przelotowe i odciągowe. W zależności od rodzaju linii przewody zawiesza się na izolatorach stojących lub na izolatorach wiszących, lub za pomocą odpowiednich łańcuchów izolatorów – jako przelotowo-odciągowe.

2.1.8.1. Zawieszenie przelotowe stosuje się, gdy na izolator lub łańcuch izolatorów nie działa siła naciągu albo, gdy siła ta jest pomijalnie mała. Tego typu zawieszenie wykonuje się w taki sposób, aby przy wystąpieniu znacznej siły wzdłużnej (np. przy zerwaniu przewodu) mogącej uszkodzić słup linii, przewód przesunął się w miejscu zawieszenia lub wyślizguje się z uchwytu. Do mocowania przewodów służą uchwyty o różnych przeznaczeniach.
     Zawieszenie przelotowe na izolatorach stojących wykonuje się za pomocą drutu wiązałkowego, mocującego przewód na główce izolatora, uchwytu oplotowego lub objemki. Podtrzymanie przewodu na izolatorach wiszących lub ich łańcuchach wykonuje się za pomocą uchwytów przelotowych.

2.1.8.2. Zawieszenie odciągowe służy do przejęcia siły występującej wzdłuż przewodów, spowodowanej niezrównoważonymi naciągami. Stosowane jest również do zawieszenia przewodów na załomach linii. Zawieszenie odciągowe na izolatorach stojących wykonuje się przez założenie pętli na głowicę izolatora. Pętlę na przewodzie zamyka się za pomocą złączki rurkowej do karbowania lub uchwytu pętlicowego.
     Na izolatorach wiszących lub ich łańcuchach przy zawieszeniu przelotowym podtrzymanie przewodu wykonuje się za pomocą uchwytów przelotowych, a przy zawieszeniu odciągowym przewody mocuje się za pomocą uchwytów odciągowych. Zawieszenie odciągowe powoduje przerwanie ciągłości przewodów i wymaga wykonania mostków. W liniach 110 kV i wyższym uchwyty odciągowe wyposażone są w zacisk do przyłączenia mostka.

2.1.8.3. Zawieszenie przelotowo-odciągowe łączy cechy zawieszenia przelotowego i odciągowego.

Przy poziomach obostrzenia II i III stosuje się tzw. zawieszenie bezpieczne, którego zadaniem jest, zabezpieczenie przed opadnięciem przewodu zerwanego w pobliżu izolatora. Wykonanie zawieszenia bezpiecznego polega na dodaniu jednego izolatora stojącego lub jednego rzędu w łańcuchu izolatorów, zależnie od rodzaju zastosowanych izolatorów.
     Łączenie przewodów wykonuje się za pomocą złączek i zacisków. Złączki służą do mechanicznego i elektrycznego połączenia przewodów, zaciski tylko do elektrycznego bez przenoszenia siły naciągu.      Stosowane są złączki rurkowe do karbowania w karbownicach lub zaprasowywane w praskach. Jest bardzo szeroki asortyment zacisków do konkretnego przeznaczenia w liniach z przewodami gołymi lub izolowanymi.
     W liniach o napięciu 110 kV i wyższym stosuje się tłumiki drgań przewodów.

▲ do góry

2.2. Izolatory

     Izolatory służą do mocowania lub podwieszania przewodów linii do konstrukcji wsporczych, oddzielania elektrycznie przewodów czynnych od części przewodzących konstrukcji wsporczych oraz utrzymania ciężaru przewodów, siły naciągi, sadzi i wiatru.
     Wynika stąd, że przewody linii napowietrznych powinny posiadać odpowiednią wytrzymałość elektryczną i mechaniczną oraz odporność na wpływy zewnętrzne.
     Ze względu na pełnioną funkcję dzielą się na: izolatory wsporcze liniowe, izolatory stojące, izolatory wiszące (kołpakowe lub pniowe), np. łańcuchy izolatorów składających się z izolatorów kołpakowych i długopniowych oraz izolatory odciągów liniowych.
     Do materiałów izolacyjnych stosowanych do budowy izolatorów zalicza się: porcelanę lub szkło oraz w niewielkim zakresie elastomer silikonowy stosowany do budowy izolatorów kompozytowych.
     Łańcuchy izolatorów, izolatory wsporcze liniowe i izolatory stojące wszystkich typów powinny spełniać określone wymagania dotyczące odporności na działanie łuku elektrycznego.
     Na trwałość izolatorów wpływa ich konstrukcja, dobór materiałów oraz sposób wytwarzania. Materiały, z których wykonywane są izolatory linii napowietrznych powinny być z natury odporne na korozje atmosferyczną, która może wpływać na ich pracę.
     Właściwości i wymiary izolatorów stosowanych w konstrukcjach linii napowietrznych powinny, o ile tylko jest to możliwe, spełniać wymagania dotyczące wymiarowania określone w następujących normach:

– izolatory wiszące (kołpakowe lub pniowe) – EN 60305 i EN 60433;
– izolatory wsporcze liniowe – IEC 60720;
– izolatory kompozytowe – EN 61466-1 i EN 61466-2;

     Zgodnie z PN-EN 50341-3-22 Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 45 kV, izolatory powinny spełniać wymagania odpowiednich norm wyrobów, tzn. izolatory długopniowe porcelanowe powinny być zgodne z PN-EN 60433, a izolatory kompozytowe – PN-IEC 61109.

2.2.1. Oznaczenia literowe izolatorów:

L – liniowe;
S – stojące;
K – kołpakowe;
P – pniowe;
W – wsporcze;
Z – przeciwzabrudzeniowe.

2.2.2. Typy izolatorów:
     Wyróżnia się dwa typy izolatorów:

a) stojące – do 30 kV; pniowe, deltowe, wzmocnione, np.: typu LWP8/31P – gdzie liczba 8 oznacza znamionową wytrzymałość mechaniczną 8 kN, a liczba 24 – najwyższe dopuszczalne napięcie sieci 24 kV;
b) wiszące – dla napięć WN i NN: jednokołpakowe, wielokołpakowe lub pniowe, np.: typu LP75/31W – liczba 75 oznacza średnicę pnia 75 mm, liczba 31 – liczbę kloszy, W – widlasty system zawieszenia i łączenia izolatorów.

2.2.3. Rodzaje izolatorów
     W liniach o napięciu wyższym niż 1 kV stosuje się następujące rodzaje izolatorów:

a) Izolator pniowy – wykonany jest w taki sposób, aby długość najkrótszej drogi przebicia przez materiał izolacyjny była równa co najmniej połowie drogi przeskoku w powietrzu;
b) Izolator kołpakowy (rys. 2) – składa się z ceramicznego klosza (porcelana lub szkło) oraz kołpaka (na górze) i trzonka (na dole), trwale połączonych z częścią izolacyjną. Łączenie gniazda w kołpaku z trzonkiem kolejnego izolatora umożliwia tworzenie łańcucha izolatorów;
c) Łańcuch izolatorów – tworzą połączone izolatory wiszące pniowe lub kołpakowe wraz z osprzętem. Zależnie od przeznaczenia stosuje się łańcuchy przelotowe lub odciągowe, różniące się osprzętem oraz wytrzymałością mechaniczną i elektryczną;
d) Izolator kompozytowy – zbudowany z pnia wykonanego z włókien mineralnych zespojonych żywicą epoksydową stanowiącego konstrukcję nośną oraz obudowy z gumy silikonowej wraz z ukształtowaną drogą upływu.
Oba końce izolatora są zakończone okuciami aluminiowymi stosownie do sposobu mocowania.
Jest ono zaprasowywane na płaszczu silikonowym i dodatkowo uszczelniane klejem silikonowym wulkanizującym w temperaturze otoczenia izolatora. Zaletą ich jest również mała waga i zakładana trwałość. Izolatory kompozytowe mogą być stosowane również jako stojące.

2.2.4. Rodzaje izolatorów stosowanych w liniach napowietrznych w zależności od napięcia znamionowego

a) W liniach 400 kV stosuje się łańcuchy tworzone z izolatorów kołpakowych szklanych typu PS, a w budowanych obecnie – łańcuchy złożone z 3 izolatorów pniowych.
b) W liniach 220 kV stosuje się łańcuchy składające się z dwóch izolatorów pniowych, rzadziej ze szklanych izolatorów kołpakowych (dawniej również porcelanowych).
c) W liniach 110 kV stosuje się najczęściej porcelanowe izolatory wiszące różnych typów (np. LP75/31W, LP75/17, LPZ75/27W).
d) W liniach SN stosuje się głównie izolatory pniowe stojące typu LWP, a w szczególnych przypadkach – wiszące typu LP, na napięcia znamionowe 15 i 20 kV.
e) W liniach niskiego napięcia do zawieszenia przelotowego stosuje się porcelanowe lub szklane izolatory typu N, jedno lub dwurowkowe o kilku wielkościach uwzględniających przekrój przewodów. Do zawieszenia odciągowego instaluje się izolatory szpulowe.


Rys. 2. Izolator kołpakowy
Oznaczenia: 1 – część ceramiczna, 2 – kołpak, 3 – trzonek.


Rys. 3. Izolatory liniowe:
Oznaczenia: a), b), c) niskiego napięcia (stojący dwuszyjkowy N, szpulowy S, szklany NS);
d), e), f) wysokiego napięcia (stojący deltowy LDS, stojący pniowy LWP, wiszący pniowy LP),
Oznaczenia: 1 – szyjka, 2 – klosz, 3 – głowa, 4 – rowek głowy, 5 – stopa,6 – pień, 7 – ucho,
8 – trzon, 9 – okap klosza.

      O rodzaju dobieranego izolatora liniowego decydują:

– napięcie znamionowe linii,
– obciążenia mechaniczne,
– warunki zabrudzeniowe,
– doświadczenia eksploatacyjne.

2.2.5. Wytrzymałość elektryczna izolatorów ceramicznych
     Wymaganą wytrzymałość elektryczną izolatorów ceramicznych linii o napięciu znamionowym do 1 kV określa norma PN-E-91030:1997. Dla linii napowietrznych o napięciu powyżej 1 kV należy kierować się wymaganiami normy PN-EN 60071-1:2008 dotyczącej koordynacji izolacji, która określa znamionowe poziomy izolacji urządzeń przeznaczonych do pracy w sieciach elektroenergetycznych poszczególnych napięć.
     Do podstawowych właściwości elektrycznych izolatorów zalicza się:

– napięcie wytrzymywane,
– długość drogi przeskoku,
– długość drogi upływu.

     Napięcie przebicia izolatorów ceramicznych, szklanych lub z tworzyw sztucznych powinno być wyższe niż napięcie przeskoku.

2.2.6. Wytrzymałość mechaniczna izolatorów ceramicznych
      Wytrzymałość mechaniczną izolatorów ceramicznych linii o napięciu znamionowym do 1 kV wyznacza się zgodnie z wymaganiami normy PN-E-91030-3:1997 Elektroenergetyczne izolatory niskonapięciowe – izolatory ceramiczne – izolatory wsporcze wnętrzowe.
     Dla linii napowietrznych o napięciu powyżej 1 kV należy kierować się wymaganiami normy PN-EN 60071-1:2008 Koordynacja izolacji – Część 1: Definicje, zasady i reguły, która określa znamionowe poziomy izolacji urządzeń przeznaczonych do pracy w sieciach elektroenergetycznych poszczególnych napięć.
     Izolatory przeznaczone do zawieszania przewodów linii telekomunikacyjnych na słupach linii elektroenergetycznych powinny być dobrane zgodnie z wymaganiami dotyczącymi linii telekomunikacyjnych. Wymagana wytrzymałość mechaniczna jest sprawdzana obciążeniem siłą zginającą w przypadku izolatorów stojących lub siłą rozciągającą – dla izolatorów wiszących i ich łańcuchów.

     Dobór izolatorów do warunków zabrudzeniowych dokonywany jest przy uwzględnieniu czterech stref zabrudzeniowych o ściśle określonych kryteriach klasyfikacji, uwzględniających rodzaj i natężenie opadu pyłów zanieczyszczających oraz konduktywność rozpuszczalnych składników zanieczyszczeń. Każdej strefie odpowiada wymagana minimalna droga upływu dla danego napięcia nominalnego linii.
     Minimalne drogi upływu izolatorów liniowych w zależności od napięcia nominalnego linii i strefy zabrudzeniowej przedstawiono w tablicy 2.

Tablica 2. Dobór izolatorów do warunków zabrudzeniowych
na podstawie minimalnej drogi upływu [mm]

▲ do góry

2.3. Konstrukcje wsporcze
     Wymagania wytrzymałościowe stawiane poszczególnym typom i rodzajom słupów, określone e w normie PN-EN 500341-1, zależą od napięcia znamionowego linii i funkcji słupa. W obecnie budowanych liniach stosuje się słupy betonowe (dla linii niskiego i średniego napięcia) oraz słupy stalowe, głównie kratowe w liniach o napięciu od 110 kV wzwyż. Budowa słupów jest stypizowana, przy projektowaniu korzysta się z odpowiednich katalogów.

2.3.1. W zależności od funkcji spełnianej w linii napowietrznej rozróżnia się słupy:

Przelotowy P – przeznaczony do podtrzymywania przewodów bez przejmowania naciągu lub
przejmujący obciążenie równoległe do linii, ustawiony na szlaku prostym lub na załomie linii, wynikającym z jego wytrzymałości, przy kącie odchylenia trasy nie przekraczającym 2o w przypadku linii powyżej 1 kV i 5o w przypadku linii do 1 kV;
Narożny N – przeznaczony do podtrzymania przewodów i przejmowania wypadkowej naciągu
wynikającejz kąta załomu, na którym jest ustawiony;
Mocny M – przeznaczony do przejmowania naciągu przewodów;
Odporowy O – słup mocny, przeznaczony do przejmowania naciągu, ustawiony na szlaku prostym lub na załomie przy odchyleniu osi trasy linii od prostej nie przekraczającym 5o i stanowiący
punkt oporowy dla umiejscowienia zakłóceń mechanicznych;
Krańcowy K – słup mocny, przeznaczony do przejmowania jednostronnego naciągu przewodów
i ustawiony na zakończeniu linii;
Rozgałęźny R – ustawiony w punkcie rozgałęzienia linii i w zależności od spełnianej funkcji łączący w sobie cechy różnych słupów;
Odporowo-narożny ON – słup mocny, przeznaczone do przejmowania naciągu i spełniający funkcję
słupa odporowego oraz narożnego;
Przelotowo-skrzyżowaniowy PS – słup obliczony z uwzględnieniem zwiększonego bezpieczeństwa dla przypadków skrzyżowań linii z różnymi obiektami, a z uwagi na swą funkcję odpowiadający słupowi przelotowemu;
Narożno-skrzyżowaniowy NS – słup obliczony z uwzględnieniem zwiększonego bezpieczeństwa, zgodnie z odpowiednimi postanowieniami normy dla przypadków skrzyżowań linii z różnymi obiektami, a z uwagi na swą funkcję odpowiadający słupowi narożnemu.

     Wymagania wytrzymałościowe stawiane dla poszczególnych typów i rodzajów słupów zależą od napięcia znamionowego linii i funkcji słupa. W obecnie budowanych liniach stosuje się słupy betonowe (dla linii niskiego i średniego napięcia) oraz słupy stalowe w liniach o napięciu od 110 kV wzwyż.
     Słupy stalowe stosowane w liniach napowietrznych są wykonywane jako kratowe lub ru-rowe. Słupy kratowe są montowane w miejscu budowy linii z gotowych elementów ocynkowanych, łączonych śrubami. Słupy rurowe o przekroju kołowym lub wieloboku są stosowane w szczególnych warunkach terenowych lub urbanistycznych. Słupy stalowe są sporadycznie stosowane w liniach SN, np. przy krzyżowaniu rzek.

2.3.2. Słupy betonowe stosowane w liniach napowietrznych:
     W liniach napowietrznych stosuje się następujące rodzaje żerdzi żelbetowych i strunobetonowych:

Żerdzie żelbetowe ŻN – wykonywane w specjalnych wibrujących formach, zapewniające dobre wypełnienie betonem szkieletu zbrojenia żerdzi. Stosowane są w liniach niskiego i średniego napięcia z przewodami AFL-6-35 i 70 mm2 i w stacjach słupowych;
Żerdzie żelbetowe ŻW – stosuje się w liniach SN z przewodami jw.;
Żerdzie strunobetonowe BSW– wykonuje się z betonu sprężonego, uzyskanego przez wstępne naprężenie stalowych prętów zbrojenia siłą rozciągającą w trakcie wypełniania formy betonem; wykorzystuje się tu właściwość znacznie większej wytrzymałości betonu na ściskanie niż na rozciąganie. Stosowane w liniach średniego napięcia z przewodami AFL-6 do 120 mm2;
Żerdzie strunobetonowe wirowane o przekroju kołowym – stosowane zależnie od typu w liniach niskiego i średniego napięcia, w stacjach słupowych i w fazie początkowej również w liniach 110 kV.

2.4. Osprzęt liniowy
     Osprzęt liniowy obejmuje:

– osprzęt do mocowania izolatorów liniowych,
– osprzęt ochronny (łukochronny),
– osprzęt do łączenia przewodów (zaciski i złączki).

▲ do góry

2.5 Obostrzenia
     W zależności od ważności obiektu, z którym linia elektroenergetyczna krzyżuje się lub do których się zbliża, w odcinkach linii na skrzyżowaniach i zbliżeniach stosuje się podwyższone wymagania dla elementów linii, określone jako obostrzenia. Te dodatkowe wymagania dotyczą przewodów, izolatorów, słupów, zawieszenia przewodów i ich mocowania.

     Przyjęto trzy poziomy obostrzeń, których wykonanie polega na:

I poziom obostrzenia – zapewniający zwiększenie pewności mechanicznej łańcuchów izolatorów lub poprzeczników izolatorowych na słupach ograniczających skrzyżowanie (dla przęsła, w którym występuje skrzyżowanie);
II poziom obostrzenia – zapewniający zwiększenie pewności mechanicznej łańcuchów izolatorów lub poprzeczników izolatorowych na słupach w całej sekcji, w której zachodzi skrzyżowanie z obiektami. W przypadku linii z przewodami wiązkowymi wykonanie II poziomu obostrzenia jest takie samo jak dla poziomu I;
III poziom obostrzenia – zapewniający zwiększenie pewności mechanicznej łańcuchów izolatorów lub poprzeczników izolatorowych na słupach w całej sekcji, w której zachodzi skrzyżowanie z obiektami.

     Zwiększenie pewności mechanicznej jednorzędowych łańcuchów izolatorów uzyskuje się przez dodanie jednego rzędu izolatorów więcej niż wynika to z obciążenia mechanicznego. Zwiększenie pewności mechanicznej poprzeczników izolatorowych sztywnych polega na dodaniu górnego pasa poprzecznika. W przypadku poprzeczników wahliwych zwiększenie pewności mechanicznej dotyczy górnego pasa poprzecznika i wykonuje się go według zasad przyjętych dla łańcuchów izolatorów.
     Poziomy obostrzenia elektroenergetycznych linii napowietrznych o napięciu powyżej 45 kV stosuje się na skrzyżowaniach z następującymi obiektami:

1) Autostrada, droga ekspresowa – III poziom obostrzenia;
2) Droga wojewódzka, krajowa, miejska – II;
3) Droga zakładowa, powiatowa, gminna – I;
4) Dworce autobusowe – III;
5) Szlaki żeglowne turystyczne – I;
6) Linie kolejowe magistralne i pierwszorzędne, kolej linowa -III;
7) Linie kolejowe znaczenia ogólnego, drugorzędne i kolej miejska – II;
8) Budynki gospodarcze, szklarnie, garaże – I;
9) Budynki mieszkalne, budynki użyteczności publicznej – II 1).

1) zabrania się krzyżować liniami napowietrznymi o napięciu wyższym od 110 kV.
     Zabrania sie łączenia przewodów we wszystkich przęsłach linii, w których występują skrzyżowania z w/w obiektami.

2.6 Tablice ostrzegawcze
     Na każdym słupie napowietrznej linii elektroenergetycznej o napięciu wyższym niż 45 kV należy umieszczać tablice ostrzegawcze na wysokości od 1,5 do 3 m nad terenem.
     Słupy kratowe powinny mieć co najmniej dwie tablice ostrzegawcze rozmieszczone po przeciwnych stronach trzona słupa tak, aby były one widoczne przy dochodzeniu do słupa w kierunku prostopadłym do trasy linii.
     Na słupach jednożerdziowych dopuszcza się umieszczanie tylko jednej tablicy ostrzegawczej, na wielożerdziowych – tablice ostrzegawcze należy umieszczać na każdej żerdzi
     Odciągi zamontowane w gruncie, w odległości większej niż 10 m od słupa, powinny mieć tablicę ostrzegawczą zamontowaną na odciągu lub obok odciągu tak, aby była widoczna przy dochodzeniu do słupa.

▲ do góry

3. Wymagania elektryczne

3.1. Prądy robocze linii napowietrznej
     Prąd roboczy linii napowietrznej o napięciu od 1 do 45 kV zależy od wielkości przesyłanej mocy i od napięcia pracy.
     Przekrój przewodów liniowych powinien by dobrany tak, aby w określonych warunkach nie została przekroczona maksymalna projektowa temperatura materiału przewodzącego.
     Prąd roboczy linii napowietrznej o napięciu powyżej 45 kV (określony jak uzupełnienie krajowe) zależy od przepływów mocy zarówno w stanach normalnych, jak i zakłóceniowych.
     Określenie wartości maksymalnej temperatury, sposobu prowadzenia ruchu linii oraz aspektów ekonomicznych – należy do właściciela linii elektroenergetycznej.
     Dla linii napowietrznej o napięciu 110 kV i wyższym zaleca się przyjmowanie projektowej temperatury przewodów fazowych linii nie większej niż + 60 oC.

3.2. Prąd zwarciowy linii napowietrznej
     Zwarcie w linii jest przypadkowym lub celowym połączeniem między dwoma lub większą liczbą elementów przewodzących linii, sprowadzające różnice napięć między tymi elementami do zera lub w pobliżu zera. Powodem powstania zwarcia mogą być: przepięcia pochodzenia atmosferycznego lub łączeniowego, zawilgocenia lub zniszczenia izolacji, uszkodzenia słupów linii napowietrznej, dotknięcia dźwigów, gałęzi drzew itp.
     Prąd zwarciowy płynący w obwodzie zwarciowym jest na ogół wielokrotnie większy od prądu roboczego. Duże prądy zwarciowe, mimo krótkiego czasu trwania, powodują gwałtowne nagrzewanie urządzeń sieciowych. Uszkodzeniu mogą ulec przewody uzwojenia maszyn i transformatorów oraz izolacja. Mogą też powodować powstanie następnych zwarć.
     Linia napowietrzna powinna być zaprojektowana i zbudowana tak, aby wytrzymała bez uszkodzeń mechaniczne i termiczne efekty prądów zwarciowych określonych w specyfikacji projektowej.
     Rozróżnia się następujące prądy zwarciowe:

– trójfazowe,
– międzyfazowe,
– jednofazowe z ziemią,
– dwufazowe z ziemią.

     Duże siły dynamiczne powstają również w sąsiadujących przewodach przy przepływie przez nie prądów zwarciowych. Siły te mogą spowodować łamanie izolatorów wsporczych szyn zbiorczych, łamanie i wyginanie szyn, rozrywanie uzwojeń transformatorów i przekładników prądowych.
     Długości czasów trwania zwarć, stosowane do celów projektowych, wynoszą:

– przewody fazowe i odgromowe 0,5 s,
– osprzęt 1,0 s.

     Istotna jest znajomość rzeczywistego czasu trwania zwarcia, który zależy od czasu zadziałania urządzenia zabezpieczającego linię napowietrzną.

3.3. Klasyfikacja napięć

1) Napięcie znamionowe sieci, które jest wartością skuteczną międzyfazowego napięcia o częstotliwości sieciowej, powodujące naprężenia napięciowe izolacji w czasie eksploatacji, klasyfikuje się jako:

a) Napięcie pracy ciągłej o częstotliwości sieciowej – przyjmuje się jako wartość stałą i równą najwyższemu napięciu sieci (Us), czyli najwyższej wartości napięcia roboczego mogącego wystąpić w normalnych warunkach pracy sieci, w dowolnym czasie i w dowolnym miejscu systemu.
Najwyższe napięcie urządzenia (Um) wykorzystuje się w odniesieniu do poziomu izolacyjnego izolatorów i innych urządzeń połączonych z linią napowietrzną. Między innymi określa ono poziom napięcia, na który bada się podzespoły linii. Należy zwrócić uwagę, że najwyższe napięcie urządzeń nie jest niższe od najwyższego napięcia sieci;
b) Przepięcia dorywcze są występującymi w danym miejscu stosunkowo długotrwałymi, nietłumionymi lub słabo tłumionymi oscylacyjnymi przepięciami o częstotliwości sieciowej (IEV 604-03-12).
Zwykle są one wynikiem zwarcia, operacji łączeniowych (tzn, zrzutu obciążenia), warunków rezonansowych, nieliniowości (ferrorezonansu) lub ich kombinacji.
Reprezentatywne przepięcie dorywcze jest napięciem o częstotliwości sieciowej o czasie trwania 1 min, ale na ogół nie jest rozpatrywana przy określaniu odstępów linii;

2) Napięcia o częstotliwości sieciowej o charakterze ciągłym i przepięcia, które mogą być dorywcze lub przejściowe.
Przepięcia przejściowe dzieli sie na:

a) Przepięcia o łagodnym czole – mogą być wynikiem zwarć, operacji łączeniowych lub odległych uderzeń pioruna w linię napowietrzną. Istotnymi dla linii napowietrznych przepięciami o łagodnym czole są przepięcia ziemnozwarciowe oraz przepięcia powstające przy włączaniu i przy powtórnym włączaniu linii.
Reprezentatywne naprężenie napięciowe jest charakteryzowane przez:

– kształt znormalizowanego udaru łączeniowego (250/2 500 μs),
– reprezentatywną amplitudę, która może być albo złożoną wartością maksymalną przepięcia albo wartością wyznaczoną z rozkładu prawdopodobieństwa amplitud przepięć.

b) Przepięcia o stromym czole – są głównie przepięciami piorunowymi wywołanymi przez bezpośrednie uderzenie pioruna w przewód fazowy lub przez przeskoki odwrotne, bądź też, w sieciach o niższych napięciach (< 245 V) - napięcia zaindukowane przez uderzenia piorunów w ziemię w pobliżu linii.

▲ do góry

4. Klasyfikacja wewnętrznych i zewnętrznych odstępów izolacyjnych

     W elektroenergetycznych liniach napowietrznych określone zostały następujące odstępy izolacyjne:
      Odstęp wewnętrzny – jest odstępem pomiędzy przewodem a konstrukcją słupa lub przewodem odgromowym;
      Odstęp zewnętrzny – jest odstępem między przewodem a obiektem.

4.1. Projektowanie wewnętrznych i zewnętrznych odstępów izolacyjnych w powietrzu
     Do ważniejszych zadań na etapie projektowania linii napowietrznej jest określenie wewnętrznych i zewnętrznych odstępów izolacyjnych w powietrzu, między przewodami liniowymi i między przewodem liniowym (fazowym) a ziemią oraz od obiektów krzyżowanych przez linie lub do niej zbliżonych, z jednoczesnym zapewnieniem wymaganych naprężeń elektrycznych.
     Bezpieczeństwo elektryczne linii napowietrznej będzie zapewnione, przez właściwie dobrane i utrzymane:

1) wewnętrzne odstępy izolacyjne zapewniające utrzymanie na akceptowalnym niskim poziomie prawdopodobieństwo przeskoków na głowicy konstrukcji wsporczej i w środku przęsła;
2) zewnętrzne odstępy izolacyjne od obiektów krzyżowanych przez linię lub do niej zbliżonych.

     Wewnętrzne i zewnętrzne odstępy izolacyjne były skoordynowane tak, aby przeskoki następowały w obrębie linii napowietrznej, a nie docierały do osób ani obiektów w pobliżu linii.
     Przy wyznaczaniu odstępów izolacyjnych należy uwzględnić następujące warunki obciążenia:

a) maksymalną temperaturę przewodu – dla pracy ciągłej przewodów przy wyznaczaniu wewnętrznych i zewnętrznych pionowych odstępów izolacyjnych;
b) obciążenie wiatrem – uwzględnia się trzy przypadki:

– bez wiatru,
– nominalne obciążenie wiatrem o średniej 10 minutowej prędkości wiatru i 3 letnim okresie powrotu;
– ekstremalne obciążenie wiatrem o średniej 10 minutowej prędkości wiatru i referencyjnym 50 letnim okresie powrotu;

c) obciążenia oblodzeniem,
d) kombinacje obciążeń wiatrem i oblodzeniem.

     W przypadku słupa przelotowego na załomie trasy przy krótkich przęsłach zaleca się rozważenie jako warunku obciążeniowego także minimalnej temperatury przewodu.
     W warunkach obciążenia wiatrem temperatura przewodu obniża się. Spadek temperatury jest zależny od obciążenia prądem, prędkości wiatru, kierunku wiatru, temperatury otoczenia itp. Należy te czynniki wziąć pod uwagę przy obliczaniu rzeczywistego położenia przewodu.
     W warunkach bezwietrznych (maksymalna temperatura lub oblodzenie bez wiatru) wewnętrzne odstępy izolacyjne powinny być większe niż Del lub Dpp.

4.2. Minimalne odstępy izolacyjne w powietrzu:

Del – minimalny odstęp w powietrzu wymagany w celu zapobieżenia wyładowaniu zupełnemu pomiędzy przewodem fazowym, a obiektami o potencjale ziemi, w czasie przepięć o łagodnym lub stromym czole. Del jest wyłącznie odstępem wewnętrznym;
Dpp – minimalny odstęp w powietrzu wymagany w celu zapobieżenia wyładowaniu zupełnemu pomiędzy przewodami fazowymi podczas przepięć o łagodnym lub stromym czole. Dpp jest odstępem wewnętrznym, a Dpp jest odstępem zewnętrznym, jeżeli rozważa się odstępy od innych linii elektroenergetycznych lub linii telekomunikacyjnych;
D50Hz_p_e – minimalny odstęp w powietrzu wymagany w celu zapobieżenia wyładowaniu zupełnemu przy napięciu o częstotliwości sieciowej pomiędzy przewodem fazowym, a obiektami o potencjale ziemi. D50Hz_p_e jest wyłącznie odstępem wewnętrznym;
D50Hz_p_p – minimalny odstęp w powietrzu wymagany w celu zapobieżenia wyładowaniu zupełnemu przy napięciu o częstotliwości sieciowej pomiędzy przewodami fazowymi. D50Hz_p_p jest odstępem wewnętrznym.

     W normie PN-EN 50341-1 określono minimalne odstępy w powietrzu Del zapewniające wytrzymałość na przepięcie udarowe piorunowe (Tablica 5.3) oraz minimalne odstępy w powietrzu Dpp zapewniające wytrzymałość na przepięcia udarowe łączeniowe (Tablica 5.4).
     W tablicy 3 podano: minimalne odstępy izolacyjne w powietrzu Del, Dpp, minimalne odstępy izolacyjne przewód – konstrukcja D50Hz_p_e oraz przewód – przewód D50Hz_p_p.

Tablica 3. Minimalne odstępy izolacyjne w powietrzu

     Przy stosowaniu wartości podanych w tablicy 3 należy sprawdzić, czy obliczona odległość do osoby lub obiektu jest w chwili wystąpienia przepięcia większa niż 110% asom,

przy czym:
asom – minimalna przerwa izolacyjna mierzona w linii prostej pomiędzy częściami pod napięciem a częściami uziemionymi.
Kg – jest współczynnikiem przerwy.

     Minimalne odległości wewnętrzne pomiędzy częściami pod napięciem a uziemioną konstrukcją (przy bezwietrznej pogodzie) powinny wynosić:

– 110% asom dla linii 220 i 400 kV. Ten wymóg nie dotyczy przypadku, gdy wartość Del oblicza się zgodnie z Załącznikiem E normy PN-EN 50341-1.
     Do wyznaczenia Del, Dpp zaleca się zastosowanie jednej z następujących metod:

a) metody teoretycznej opisanej w Załączniku E (dla linii o napięciu wyższym niż 45 kV),
b) metody empirycznej opartej na doświadczeniach europejskich.

     W przypadku krzyżowania obiektów zewnętrznych należy sprawdzić, czy obliczone odległości do krzyżowanego obiektu, które występują na trzech słupach przed i trzech za skrzyżowaniem, są większe niż 100% asom (nie dotyczy przypadku, gdy Del oblicza się zgodnie z Załącznikiem E do normy PN-EN 50431-1).

4.3. Wewnętrzne odstępy izolacyjne
     Odstępy wewnętrzne to odległości między przewodami liniowymi (fazowymi) oraz między przewodem liniowym (fazowym) a ziemią.
     Wśród odstępów wewnętrznych wyróżnia się:

a) odstępy między przewodami fazowymi,
b) odstępy między przewodami fazowymi a przewodem odgromowym lub częściami uziemionymi słupa.

     Wewnętrzne odstępy sprawdza się:

a) na głowicy słupa,
b) w przęśle, zwłaszcza w środku przęsła.

     Minimalne odstępy w przęśle i na głowicy słupa dla linii napowietrznych o znamionowym napięciu przemiennym sieci powyżej 45 kV podano w tablicy 5.8. Minimalne odstępy wewnętrzne dla linii napowietrznych o znamionowym napięciu przemiennym sieci powyżej 1 kV do 45 kV włącznie podano w tablicy 5.9 PN-EN 50341-1:2013.

4.4. Zewnętrzne odstępy izolacyjne
     Zewnętrzne odstępy izolacyjne zabezpieczają przed niebezpieczeństwem związanym z wyładowaniami elektrycznymi osoby postronne, osoby prowadzące prace w pobliżu linii elektroenergetycznych i osoby prowadzące czynności konserwacyjne sieci elektroenergetycznej.
     Wartości zewnętrznych odstępów izolacyjnych mają zapewnić, by żadna osoba ani żaden niesiony przez nią przedmiot, nie zbliżył sie na odległość mniejsza niż odstęp Del od przewodu pod napięciem.
     Rozpatruje się następujące przypadki zewnętrznych odstępów izolacyjnych (wartość Del):

1) od powierzchni ziemi na obszarach oddalonych od budynków, dróg, linii kolejowych i żeglownych dróg wodnych;
2) od budynków mieszkalnych i innych, gdy linia przebiega nad lub w bezpośrednim sąsiedztwie budynków, blisko anten lub podobnych konstrukcji;
3) w przypadku skrzyżowania linii z drogami, liniami kolejowymi i żeglownymi drogami wodnymi;
4) w przypadku zbliżenia linii z drogami, liniami kolejowymi i żeglownymi drogami wodnymi;
5) od innych linii elektroenergetycznych lub napowietrznych linii telekomunikacyjnych (wartość Dpp);
6) od terenów rekreacyjnych, gdy linia przebiega nad tymi terenami lub w bezpośrednim sąsiedztwie.

4.5. Wymagania dotyczące krzyżowania linii napowietrznych z obiektami
     W przypadku krzyżowania linii napowietrznych z obiektami powinny być spełnione następujące wymagania:

1) Należy każdorazowo sprawdzić, czy obliczone odległości od obiektu krzyżowanego są większe niż 110% a30m, które występują na trzech słupach przed i trzech za skrzyżowaniem;
2) Minimalne odległości wewnętrzne pomiędzy częściami pod napięciem a uziemioną konstrukcją (przy bezwietrznej pogodzie) powinny, dla linii 220 i 400 kV, wynosić 110% a30m;
3) Linia napowietrzna o napięciu powyżej 45 kV powinna być na skrzyżowaniach i zbliżeniach z budynkami tak prowadzona i wykonana, aby nie powodowała przeszkód i trudności w użytkowaniu i utrzymaniu budynków;
4) Przęsło linii znajdujące się nad budynkiem powinno być jak najkrótsze, a przewodów elektrycznych nie należy prowadzić nad kominami i budynkami z dachami o pokryciu łatwo zapalnym, np. pokrytych słomą, drewnem lub papą ułożoną na drewnie;
5) Zabrania się krzyżować liniami o napięciu znamionowym wyższym niż 110 kV budynki mieszkalne, szkoły, budynki użyteczności publicznej, w których mogą przebywać ludzie;
6) W przypadkach skrzyżowań i zbliżeń linii elektroenergetycznych do budynków, szkół internatów, szpitali, sanatoriów itp., gdzie stale przebywają ludzie, natężenie pola elektrycznego i magnetycznego oraz natężenie hałasu pochodzących od linii nie może przekraczać wartości dopuszczalnych – określonych w przepisach i normach.
     Elektroenergetyczne linie napowietrzne nie powinny krzyżować stacji paliw płynnych i gazowych, budowli zawierających materiały niebezpieczne pożarowo i stref zagrożonych wybuchem, z wyjątkiem linii o napięciu znamionowym nie wyższym niż 110 kV. W takim przypadku przęsło skrzyżowania należy ograniczyć słupami mocnymi oraz wykonać je z III poziomem obostrzenia. Odległość słupa od stacji paliw płynnych (budynek zawierający materiały niebezpieczne pożarowo, zbiorniki, pompy) powinna wynosić co najmniej 30 m.

▲ do góry

4.6.1. Najmniejsze dopuszczalne odległości przewodów elektroenergetycznych linii napowietrznych
o napięciu znamionowym powyżej 1 kV do 45 kV

Tablica 4. Minimalne odległości pionowe od budynków mieszkalnych i innych

Tablica 5. Minimalne odległości poziome przewodów linii elektroenergetycznych napowietrznych
w pobliżu budynków mieszkalnych lub innych

Tablica 6. Minimalne odległości przewodów elektroenergetycznych od anten, instalacji
odgromowych, masztów flagowych, tablic reklamowych i podobnych konstrukcji

Tablica 7. Minimalne odległości linii o napięciu powyżej 1 kV do 45 kV od powierzchni ziemi
w obszarach oddalonych od budynków, dróg, linii kolejowych i żeglugowych dróg wodnych

Tablica 8. Minimalne odstępy izolacyjne w przypadku skrzyżowania linii o napięciu powyżej
1 kV do 45 kV z drogami, liniami kolejowymi i żeglownymi drogami wodnymi


Tablica 9. Minimalne odstępy izolacyjne w przypadku zbliżenia linii o napięciu; powyżej
1 kV do 45 kV z drogami, liniami kolejowymi i żeglugowymi drogami wodnymi

Tablica 10. Minimalne odstępy izolacyjne od innych linii elektroenergetycznych lub napowietrznych linii telekomunikacyjnych

▲ do góry

4.6.2. Najmniejsze dopuszczalne odległości przewodów elektroenergetycznych linii napowietrznych
o napięciu znamionowym powyżej 45 kV od budynków mieszkalnych i innych.

     Elektroenergetyczną linię napowietrzną o napięciu powyżej 45 kV należy na skrzyżowaniach i zbliżeniach z budynkami tak prowadzić i wykonać, aby jej budowa i eksploatacja nie powodowała ani przeszkód, ani trudności w użytkowaniu i należytym utrzymaniu budynków. Zaleca się, aby przęsło linii znajdujące się nad budynkiem było jak najkrótsze oraz aby nie prowadzić przewodów elektrycznych nad kominami i budynkami z dachami o pokryciu łatwo zapalnym, t.j. pokrytych słomą, drewnem lub papą ułożoną na drewnie.
     Zabrania się krzyżować budynki mieszkalne, szkoły, budynki użyteczności publicznej, w których mogą przebywać ludzie, liniami o napięciu znamionowym wyższym niż 110 kV.
Przy skrzyżowaniach i zbliżeniach linii elektroenergetycznych do budynków, szkół, internatów, szpitali, sanatoriów itp., gdzie stale przebywają ludzie, natężenie pola elektrycznego i magnetycznego oraz natężenie hałasu pochodzących od linii nie może przekraczać wartości dopuszczalnych, określonych w przepisach i normach.
     Linie elektroenergetyczne nie powinny krzyżować stacji paliw płynnych i gazowych, budowli zawierających materiały niebezpieczne pożarowo i stref zagrożonych wybuchem. Wyjątkiem od zakazu krzyżowania jest dopuszczenie skrzyżowania tych obiektów z liniami o napięciu znamionowym nie wyższym niż 110 kV. W takim przypadku przęsło skrzyżowania należy ograniczyć słupami mocnymi oraz wykonać je z III poziomem obostrzenia. Odległość słupa od stacji paliw płynnych (budynek zawierający materiały niebezpieczne pożarowo, zbiorniki, pompy) powinna wynosić co najmniej 30 m.
     Zbliżenie elektroenergetycznych linii napowietrznych o napięciu powyżej 45 kV do budynków produkcyjnych, stałych składowisk, zbiorników lub innych urządzeń technologicznych z materiałami wybuchowymi lub strefami zagrożonymi wybuchem oraz stacji paliw należy wykonać zgodnie ze specjalnymi przepisami budowy tych urządzeń i w uzgodnieniu z właściwym organem administracyjnym. Jeśli przepisów takich nie ma, linia powinna przebiegać tak, aby odległość skrajnego przewodu linii od wymienionych obiektów była równa co najmniej wysokości zawieszenia najwyższego przewodu nieuziemionego na słupie. Jeśli istnieje konieczność przejścia bliżej niż w odległości mniejszej niż 1,5 -krotnej wysokości zawieszenia najwyżej położonego przewodu nieuziemionego, wówczas należy przewody linii zawiesić z III poziomem obostrzenia.

Tablica 11. Minimalne odległości pionowe przewodów nad budynkami

Tablica 12. Minimalne odległości poziome od budynków przy zbliżeniach przewodów

Tablica 13. Minimalne odległości przewodów elektroenergetycznych od anten, instalacji odgromowych, masztów flagowych, tablic reklamowych i podobnych konstrukcji

Tablica 14. Minimalne odstępy izolacyjne linii elektroenergetycznych o napięciu powyżej 45 kV od powierzchni ziemi w obszarach oddzielonych od budynków, dróg, linii kolejowych i żeglugowych dróg wodnych

Tablica 15. Minimalne odstępy izolacyjne linii elektroenergetycznych o napięciu powyżej 45 kV od innych linii elektroenergetycznych lub napowietrznych linii telekomunikacyjnych

Tablica 16. Minimalne odstępy izolacyjne w przypadku skrzyżowania linii elektroenergetycznych
z drogami, liniami kolejowymi i żeglugowymi drogami wodnymi


Tablica 17. Minimalne odstępy izolacyjne w przypadku zbliżenia linii elektroenergetycznych
z drogami, liniami kolejowymi i żeglugowymi drogami wodnymi

Tablica 18. Minimalne odstępy izolacyjne linii elektroenergetycznych od terenów rekreacyjnych
(np. place zabaw, tereny sportowe)

4.6.3. Odległości napowietrznych linii elektroenergetycznych wykonanych przewodami izolowanymi od budynków
     W normie N SEP -E-003 Elektroenergetyczne linie napowietrzne. Projektowanie i budowa. Linie prądu przemiennego z przewodami pełnoizolowanymi oraz przewodami niepełnoizolowanymi, określono najmniejsze dopuszczalne odległości przewodów elektroenergetycznych linii napowietrznych prądu przemiennego wykonanych przewodami izolowanymi.

Tablica 19. Odległości pionowe przewodów pełnoizolowanych

Tablica 20. Odległości poziome przewodów pełnoizolowanych

▲ do góry

5. Oddziaływanie linii wywołane przez zjawisko ulotu

5.1. Zakłócenia radioelektryczne
     Zakłócenia radioelektryczne pochodzące od napowietrznych linii elektroenergetycznych wysokiego napięcia, wywołane przez zjawisko ulotu, mogą być generowane w szerokim paśmie częstotliwości przez:

a) wyładowania ulotowe w powietrzu z powierzchni przewodów i osprzętu;
b) wyładowania i iskrzenia na izolatorach w miejscach o wysokich naprężeniach elektrycznych;
c) iskrzenia na luźnych lub wadliwych połączeniach.

     Poziom zakłóceń radioelektrycznych generowany wskutek zjawiska ulotu przez linię wysokiego napięcia zależy od natężenie pola elektrycznego w bezpośrednim sąsiedztwie przewodów.
     Na wartość natężenia pola elektrycznego wpływa napięcie, liczba składowych przewodów wiązki przewodu fazowego, rozmiar przewodów, odstęp przewodów składowych wiązki, a w mniejszym stopniu konfiguracja linii, układ faz, wysokość linii i zbliżenie linii do innych linii lub przewodów.
     Poziom zakłóceń radioelektrycznych zależy również od przewodności gruntu pod linią oraz gładkości powierzchni przewodów i osprzętu.
     Zakłócenia radioelektryczne generowane przez zjawisko ulotu mają istotne znaczenie dopiero przy linii napowietrznej o napięciu 230 kV lub wyższym. Stosowane w przypadku takich napięć metody przewidywania poziomu zakłóceń zakładają, że osprzęt linii jest zaprojektowany lub ekranowany w taki sposób, aby obserwowane zakłócenia radioelektryczne pochodziły od zjawiska ulotu na przewodach, oraz że przewody są montowane w taki sposób, by nie uszkodzić ich powierzchni.
     W pierwszym okresie pracy linii, zanim drobne nierówności na powierzchni przewodów nie zostaną wygładzone, poziom zakłóceń radioelektrycznych może być nieco wyższy od wartości oczekiwanej. Przy ustalaniu dopuszczalnych poziomów emisji zakłóceń radioelektrycznych należy określić poziomy sygnałów radiowych i telewizyjnych, które mają być chronione.

5.2. Hałas
     Występujące w napowietrznych liniach elektroenergetycznych zjawisko ulotu może, w pewnych okolicznościach, wywoływać hałas, szczególnie przy złej pogodzie i mgle. Przy dobrej pogodzie występuje głównie w miejscach, gdzie linia jest poddawana działaniu specjalnych zabrudzeń.
     Głównym źródłem hałasu występującego przy złej pogodzie są kropelki wody, które mogą powodować różnego rodzaju wyładowania. Nasilenie hałasu może być również wywołane oblodzeniem przewodów.
     Natężenie pola elektrycznego powstającego w bezpośrednim sąsiedztwie przewodów wpływa na poziom hałasu emitowanego przez linię wysokiego napięcia.
     Na pole elektryczne wpływa napięcie, liczba przewodów składowych wiązki przewodu fazowego, rozmiar przewodów, odstęp przewodów składowych wiązki, a w mniejszym stopniu konfiguracja linii, układ faz, wysokość linii i zbliżenie linii do innych linii lub przewodów.
     Poziomy hałasu zwykle nabierają znaczenia przy projektowaniu linii najwyższych napięć, a szczególnie linii o napięciu 400 kV i wyższym.
     Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska z dnia 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku określa wartości dopuszczalne.
     W zależności od przeznaczenia terenu, przez który przebiega linia oraz pory dnia lub nocy określono w Rozporządzeniu dopuszczalne poziomy hałasu w środowisku, jakie powoduje linia elektroenergetyczna.

5.3. Straty ulotowe
     Straty ulotowe są to straty mocy wywołane zjawiskiem ulotu. W napowietrznych liniach elektroenergetycznych straty ulotowe wyraża się w watach na metr (W/m). Wartość strat ulotowych zależy przede wszystkim od warunków atmosferycznych. Przy ładnej pogodzie wartość strat ulotowych jest nieznacząca, mniejsza od kilku kilowat na kilometr, natomiast przy złej pogodzie rosną odpowiednio, mogą sięgać dziesiątek kilowatów na kilometr podczas ulewnego deszczu i do stu kilowatów na kilometr w czasie mrozu.

5.4. Pole elektryczne i magnetyczne pod linią
     Już na etapie projektowania elektroenergetycznych linii przesyłowych zachodzi konieczność ograniczenia natężenia pól elektrycznych i magnetycznych wytwarzanych przez przewody pod napięciem.
     Natężenia pól elektrycznych o częstotliwości sieciowej można określić różnymi metodami analitycznymi i numerycznymi lub przy użyciu modeli o zredukowanej skali. Wybór metody zależy od złożoności problemu i wymaganego stopnia dokładności. Na przykład metoda ładunków zrównoważonych ma zastosowanie wtedy, gdy problem polega na obliczeniu natężenia pola elektrycznego blisko ziemi pod linią napowietrzną.
     Obliczenia pól magnetycznych mogą wymagać różnych metod w zależności od problemu do rozwiązania, materiałów otaczających przewody i wymagań jego stopnia dokładności. Jednakże w wielu przypadkach wystarcza zastosowanie podstawowego prawa Amper’a, które określa natężenie pola magnetycznego wytwarzanego przez prąd płynący przez przewód.
     Wartość dopuszczalna natężenia pola elektrycznego i magnetycznego w otoczeniu linii elektroenergetycznej nie powinna przekroczyć wartości określonych w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 30 października 2003 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku oraz sposobów sprawdzania dotrzymania tych poziomów.

5.5 Ochrona od wyładowań atmosferycznych
     Zgodnie z normą PN-EN 50341-3-22 linie elektroenergetyczne prądu przemiennego powyżej 45 kV należy zabezpieczyć przed wyładowaniami atmosferycznymi poprzez zawieszenie przewodu odgromowego lub przewodów odgromowych, odpowiednie uziemienie słupa lub zainstalowanie ograniczników przepięć.
     Elektroenergetyczne linie o napięciu znamionowym 110 kV i wyższym należy chronić przewodami odgromowymi na całej długości linii.
     Ustalony kąt ochrony odgromowej przewodu fazowego skrajnego, bez uwzględnienia parcia wiatru na przewody, nie powinien być mniejszy niż:

– 30o w liniach o napięciu 110 kV,
– 20o w liniach o napięciu 220 kV i 400 kV.

     Ustalony kąt ochrony odgromowej przewodu fazowego środkowego, bez uwzględnienia parcia wiatru na przewody, nie powinien być mniejszy niż:

– 60o w liniach o napięciu 110 kV,
– 45o w liniach o napięciu 220 kV i 400 kV.

     Wymaga się, aby przewody odgromowe były uziemiane na każdym słupie linii elektroenergetycznych wyposażonych w przewód odgromowy lub przewody odgromowe.
     Rezystancja uziemienia każdego ze słupów, dla rezystywności gruntu poniżej 1000 Ωm, nie powinna przekraczać: 10 Ω dla linii do 110 kV i 15 Ω dla linii o napięciu powyżej 110 kV.
     W przypadku gruntów o rezystywności większej niż 1000 Ωm, rezystancja uziemienia każdego ze słupów nie powinna przekraczać: 15 Ω dla linii do 110 kV i 20 Ω dla linii o napięciu powyżej 110 kV.

     W miejscu wprowadzenia linii do stacji elektroenergetycznej przewody odgromowe należy połączyć z uziemieniem stacji.

▲ do góry