Stožiare vonkajších elektrických vedeníNa mechanické upevnenie vodičov VSV sa používajú stožiare – konštrukčné časti na „nesenie“ vodičov, samozrejme pomocou izolátorových reťazcov, nakoľko vodiče majú iný potenciál ako je potenciál zeme. Tab. pre stožiare SEPS, a.s.

Napätie (kV) Jednoduché (ks) Dvojité (ks) Celkom (ks)

400 3 657 751 4 408

220 1 861 560 2 451

110 1 81 82

Spolu 5 519 1 392 6 941

ROZDELENIE STOŽIAROV

Podľa účelu rozdeľujeme stožiare na:

N – nosné. Dimenzujú sa na tiaž vodičov s prídavným zaťažením (námraza, vietor). Ak je výstužný úsek dlhší ako 3 km a vyloženie konzol viac ako 1 m aj na pretrhnutie jedného vodiča.

V – výstužné. Dimenzujú sa ako nosné a navyše na 2/3 jednostranný ťah vodičov (počíta sa na pretrhnutie dvoch z troch vodičov). Umiestňujú sa na trase vedenia každých 3 alebo 5 km podľa toho, či je nosný stožiar počítaný na pretrhnutie vodiča alebo nie.

R – rohové. Dimenzujú sa ako nosné a navyše na výslednicu ťahov vodičov. Umiestňuje sa pri zmene smeru trasy vedenia.

RV – rohové výstužné. Dimenzujú sa ako rohové a navyše na 2/3 jednostranný ťah vodičov.

Ko – koncové. Dimenzujú sa ako nosné a navyše na celý jednostranný ťah vodičov.

O – odbočné. Dimenzujú sa ako nosné a navyše na výslednicu ťahov vo vodičoch.

OV – odbočné výstužné. Dimenzujú sa ako odbočné a navyše na 2/3 ťah všetkých vodičov v poli priebežného a odbočujúceho vedenia. Umiestňuje sa na tých miestach, kde sú tzv. tupé odbočky.

Stožiar pred rozvodňou. Dimenzuje sa na rozdiel ťahov susedných polí. Umiestňuje sa ako prvý stožiar pred portálom rozvodne.

Okrem týchto stožiarov sú ešte tzv. križovatkové stožiare (KN, KV, KRV) pre ktoré platia zvýšené podmienky dimenzovania.

Tvar a rozmery stožiarov závisia od napätia, druhu a počtu vodičov a uzemňovacích lán, veľkosti rozpätí, terénu a nosnosti pôdy, použitého materiálu, funkcie stožiaru a síl, ktorým má stožiar odolávať.

Rozoznávame jednoduché (valec, hranol) a zložené (kozlík, portál, a pod.) konštrukcie najrôznejších tvarov.

Časti stožiara sú: základ, driek, hlava, most (portál), priečky, konzoly, vzpery a zakotvenia.

Výška stožiara je jeho dĺžka nad zemou. Závisí od: usporiadania vodičov na hlave stožiara, priehybu vodičov, dĺžky izolátorových reťazcov, vzdialenosti uzemňovacieho lana od vodičov a od predpísanej výšky spodného vodiča od zeme alebo križovaných objektov. Hĺbka stožiara je jeho dĺžka v zemi a dĺžka je daná výškou a hĺbkou.

Vodiče sú na hlavách stožiarov usporiadané vodorovne, zvisle alebo kombinovane.

Pri veľkých rozpätiach (hlavne u stožiarov vvn a zvn) sa dávajú vodiče vodorovne, kvôli vyšvihnutiu vodiča pri opadávaní námrazy.

Stožiare sú vybavené stúpadlami, výstražnými tabuľkami, prekážkami proti svojvoľnému vyliezaniu na stožiar. Okrem toho bývajú na niektorých stožiaroch i sieťové prístroje (úsekové vypínače, poistky, bleskoistky, malé transformátory atď.).

Podľa materiálu sa rozdeľujú stožiare na drevené, betónové a oceľové.

nn 22 kV 110 kV 110 kV 220 kV 220 kV na na portáloch jednodriekovom

stožiari

Na obr. je usporiadanie vodičov na hlavách stožiarov

220 kV 400 kV 400 kV 400 kV Typ Dunaj typ Mačka na portáloch Typ Dunaj

DREVENÉ STOŽIAREDonedávna sa takmer výlučne používalo drevo ako podpera vedení nn a vn. Drevo je ľahké a pružné, nepotrebuje mnoho opracovania, je investične lacné, býva ľahko dostupné a ak je dobre konzervované, vydrží priemerne 20 – 30 rokov. Stavba vedení s drevenými stožiarmi je ľahká a rýchla, udržiavanie drevených stožiarov je však drahšie ako oceľových a najmä betónových stožiarov, lebo i pri dobre konzervovaných stožiaroch s dlhou priemernou životnosťou sa musia niekedy vymeniť jednotlivé kusy už po 10 rokoch.

Konzervácia drevených stožiarov sa musí robiť kvôli hnilobe dreva. Najnebezpečnejší je prechod dreva do zeme, tam začína hniloba najskôr.

Konzervačné látky sú anorganického (vo vode rozpustné soli zinku, ortuti, medi a zlúčeniny fluóru) alebo organického pôvodu (olej z kamenno-uhoľného dechtu).

Z toho dôvodu sa drevené stožiare používajú na betónových pätkách.

V súčasnosti sa nahrádzajú hlavne betónovými stožiarmi.

Druhy normalizovaných stožiarov (STN 34 8210: 1984. Drevené stožiare a drevené stožiare na betónových pätkách pre vonkajšie elektrické vedenia) používaných u nás:

J – jednoduchý stožiar,

D – dvojitý stožiar, zložený z dvoch jednoduchých stožiarov tesne spojených,

U – úzky kozlík, zložený z dvoch jednoduchých stožiarov rozkročených o šírku pražca,

Š – štíhly kozlík, zložený z dvoch jednoduchých stožiarov rozkročených na šírku 1 m,

A – široký kozlík, zložený z dvoch jednoduchých stožiarov rozkročených na 1/6 výšky stožiara.

BETÓNOVÉ STOŽIARE

Železobetón poskytuje okrem úspory dreva a železa veľké výhody vzhľadom na svoju trvanlivosť, nepodlieha hnilobe a škodcom ako drevo, odoláva poveternostným vplyvom (znižujú sa náklady na obnovu náterov).

Nevýhody vyplývajúce z veľkých hmotností, a tým vysoké nároky na dopravné a montážne mechanizmy, riešia stožiare z predpätého betónu. Pozdĺžne prúty armatúry sa pred hutnením napnú až k medzi pružnosti a povolia sa až po zatvrdnutí betónu. Tým je betón v stĺpe stlačený tak, že po ohybe nevznikne na vypuklej strane namáhanie v ťahu, ale zmenši sa len namáhanie v tlaku. Takto sa veľmi zmenší hmotnosť stožiara, výroba je však drahšia.

Predpätý betón znesie napätie v ťahu 40 až 50 MPa i viac, kým armovaný dostáva trhlinky už pri 5 – 6 MPa.

V súčasnosti u nás vyrába betónové stožiare ELV Senec pre vedenia nn a vn v dĺžkach 9; 10,5; 12; 13,5 a 15 m s vrcholovými silami 3; 4, 5; 6; 10; 12; 15 a 20 kN. Doba životnosti stožiarov je 30 rokov.

OCEĽOVÉ STOŽIARE

Oceľové stožiare sa na vedeniach používajú veľmi často, najmä vtedy, ak ide o veľké výšky alebo ťahy, a to z týchto dôvodov:

sú pomerne ľahké,

konštrukcia i veľmi vysokých stožiarov je pomerne jednoduchá (napr. pre prechod cez Messinskú úžinu boli navrhnuté stožiare vysoké 224 m),

ľahko ich možno dopravovať po vode i v horách, lebo sa môžu rozložiť na ľahké diely. Po železnici možno dopravovať i celé zmontované diely stožiarov.

Oceľové stožiare je potrebné chrániť pred koróziou. Korózii stožiarov je možné zabrániť nátermi, pokovovaním (najčastejšie sa používa pozinkovanie) alebo použitím nehrdzavejúcich ocelí (drahé riešenie, použitie iba u malých súčiastok).

Najčastejšie používané typy sú:

stožiare z profilovej ocele,

stožiare z oceľových rúrok,

stožiare priehradovej konštrukcie z oceľových profilov.

Stožiare priehradovej konštrukcie

Priehradové stožiarové konštrukcie z rôznych oceľových profilov sa u nás používajú najčastejšie. Na nn a vn vedenia ako ťažké stožiare (rohové, výstužné, križovatkové) a takmer výlučne na vedenia vvn a zvn. Keďže stožiare musia vyhovovať nielen najrôznejším technickým, ale i miestnym požiadavkám, vzniklo mnoho rôznych konštrukcií a sú ajz valcovaného materiálu.

Normalizované priehradové stožiare nn sa vyrábajú u nás v dĺžke 9, 10 a 11 m s vrcholovými silami 15, 20 a 30 kN.

Stožiare vn sa vyrábajú v dĺžkach 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 a 20 m s dovolenými vrcholovými silami 12, 16, 20, 30, 40 a 60 kN.

Priehradové stožiare vvn a zvn nie sú normalizované (typizácia je robená iba u dvojitého 110 kV vedenia – súdok). Tvary a rozmery stožiarov sú rôzne. Usporiadanie vodičov na hlavách stožiarov je dané podľa miestnych podmienok, od horizontálneho cez usporiadanie „Dunaj“ až po „súdok“. Používajú sa jedno alebo dve uzemňovacie laná. Veľká rozmanitosť je v tvare stožiara ohľadom na základ. Používajú sa úzke jednodriekové s blokovým (monolitickým) základom alebo zväčša rozkročené s deleným (pätkový, stienkový) základom.

Stožiar jednoduchého 110 kV vedenia

úzky jednodriekový stožiar s blokovým základom (v súčasnosti sa nepoužíva pre nové vedenia z dôvodu využitia pôdneho fondu aj z dôvodov ekonomických)

Stožiar dvojitého 110 kV vedenia

jednodriekový úzky, väčšinou ako rozkročený stožiar s deleným (pätkovým, stienkovým) základom

Nosný portálový stožiar 400 kV vedenia

pre jednoduché 220 a 400 kV sa používal portálový stožiar. V súčasnosti sa portálové a viac driekové stožiare u nás nemôžu používať. Portálové stožiare nahradili stožiare tvaru „Y“

Stožiar 400 kV vedenia typu Y

Portálový vystužný stožiar 400 kV

Stožiar dvojitého 400 kV vedenia – dunajský tvar

- pre dvojité 220 a 400 kV vedenia sa používajú tzv. stožiare typu „Dunaj“

Kotvený stožiar 400 kV jednoduchého vedenia Delta

Stožiar 400 kV vedenia – mačka

Stožiare 110 kV sú oceľovej, priehradovej, skrutkovanej konštrukcie, z ocele 11523, podružné prvky z ocele 11373. Sú navrhnuté v štyroch typových radoch (N – nosné, I, II, III – kotevné) so 6-metrovým výškovým delením: +0, +6, +12 (na nosných navyše typ +3).

Stožiare zohľadňujú zaťažovacie stavy podľa STN 33 3300 s kotevným úsekom dlhým 5 km v námrazovej oblasti N2. Samozrejme možno ich použiť aj pre iné námrazové oblasti. Typizácia bola urobená iba pre dvojité vedenie 110 kV, keďže jednoduché vedenie 110 kV sa prakticky nestavia z dôvodov využitia pôdneho fondu aj z dôvodov ekonomických. Protikorózna ochrana stožiarov je zinkovaním v tavenine, spojovací materiál galvanický. Tvar stožiara – súdok.

Bližšie údaje o stožiaroch sú v nasledujúcej tabuľke. V tabuľke sú uvedené rozpätia elektrické pre nosné a výstužné stožiare, vetrové rozpätia, ako aj tiažové rozpätia pre strednú námrazovú oblasť.

Na kotevných stožiaroch sú uvedené uhly, do ktorých sa jednotlivé typy stožiarov (I, II, III) môžu používať ako rohové, pripadne rohové výstužné. V tabuľke sú aj všetky rozmerové informácie o stožiari.

Skupina stožiarov

Typ stožiara

Funkcia

Uhol lom

u do

Rozpätia (m)

Prierez hlavice stožiara

Prierez drieku stožiara

Prírastok šírky drieku stožiara

Vyloženiekonzol

Uvažovaná výška spodného závesu

Výška stožiara (mm)

Vetrové

tiažové(pre N

2)

elektrické

dolná

stredná

horná

po konzolu

Celková

N-stožiare v n.o.

V-stožiare v n.o.

dolnú

strednú

hornú

N1 N2 N3 N1 N2 N3

Nosné

N+0

N 180°

325

450 470 400 350 490 420 365štvorec 1130 m

m

obdĺžnik

109,3 mm

/m51,8 m

m/m

2965 mm

3765 mm

2965 mm

14 m 16490 20340 24190 27890N+3 306 17 m 19465 23315 27165 30865N+6 300 20 m 22440 26290 30140 33840

N+12 245 26 m 28390 32240 36090 39790

Kotevné

I+0R 150°

380640/500 jedno-stranne

490 420 365 510 440 380

štvorec 1400 mm

štvorec

190,1 mm

/m

3150 mm

4150 mm

3150 mm

14 m 14040 17890 21740 27360I+6 20 m 19940 23790 27640 33260I+12 26 m 25840 29690 33540 39160II+0

RV

N2-N5136°N1

127°

3150 mm

4150 mm

3150 mm

14 m 14040 17890 21740 27360II+6 20 m 19940 23790 27640 33260

II+12 26 m 25840 29690 3354030150

III+0KoRV

105°

4150 mm

5150 mm

4150 mm

14 m 14 m 14040 17890 21740III+6 20 m 19940 23790 27640 34460

III+12 26 m 25840 29690 33540 40360

Technicko-ekonomické parametre stožiarov 2x110 kV typového radu ELV

Rebrík bez ochranného koša, je nutné zabezpečovacie zariadenie

OHRAŇOVANÝ NOSNÝ STOŽIAR PRE 2x110 kV VEDENIE

pre fázový vodič typu AlFe 240/39

Driek stožiara pozostáva z niekoľkých ohraňovaných plechových častí nasunutých na seba. Má osemhranný prierez a vrchol je uzatvorený privarenou platňou. Nosné izolátorové reťazce sú pripevnené na konzoly závesnými kĺbmi. Zemniace lano je uchytené na vrchole pomocou nosnej podpery. Výstup na stožiar je riešený rebríkom s istiacim lankovým systémom alebo istiacim koľajničkovým systémom.

OHRAŇOVANÝ NOSNÝ STOŽIAR PRE 110 kV VEDENIE

pre fázový vodič typu AlFe 240/39

OHRAŇOVANÝ NOSNÝ STOŽIAR PRE 1x400 kV VEDENIE

pre fázový vodič typu 430-AL1/100-ST1A

Základy stožiarovZáklady stožiarov sú namáhané veľkými momentmi vodorovných síl spôsobených ťahom vodičov a vetrom. Východiskom rozhodovania o použitom druhu základov je preskúmanie pôdy (geologický prieskum) v zamýšľanej trase pôdnym znalcom, ďalej sondovaním a skúškami. Ak sa zistí viac nepriaznivých ukazovateľov (agresivita pôdy, sírany atď.), usilujeme sa týmto územiam vyhnúť.

Jednoduché stožiare drevené, betónové a z oceľových rúrok nepotrebujú v dobrej pôde osobitné základy.

Pre oceľové stožiare sa robia špeciálne betónové základy.

Môžu byť celistvé, delené, prefabrikované, pilótové (pilierové), konzolové.

Celistvé (blokové) základy sú masívne betónové základy zapustené do neporušeného terénu, resp. do dôkladne ubitej zeminy. Rozdeľujú sa na hranolové a stupňové.

Základné typy celistvých

základov

Delené základy sa robia kvôli úspore železobetónu pri rozkročených priehradových stožiaroch. Môžu byť v tvare hranola alebo valca, s hladkým alebo odstupňovaným plášťom, tiež ako stienkové základy.

Stienkové a pilierové základy sú najefektívnejším typom delených základov stožiarov elektrických vedení pre menšie a stredné zaťaženia. Sú technologicky jednoduché.

pätkový a stienkový základ

Pätkové základy sa osádzajú pre každú nohu stožiara zvlášť.

Uzemňovanie stožiarov

Uzemňovaniu stožiarov sa v minulosti nevenovala veľká pozornosť. Stožiare sa uzemňovali železnými pozinkovanými doskami 1 x 1 m uloženými asi 50 cm od betónového základu. Niektoré uzemnenia vyhovovali predpísanému odporu 15 Ω, niektoré však nie.

Výskumom, dôkladnými štatistikami, rozborom porúch sa zistilo, že dokonalé uzemnenie stožiarov má podstatný vplyv na spoľahlivosť prevádzky VSV. Ak sa nepodarí pri veľkom zemnom odpore zviesť údery bleskov do zeme, vznikajú na vedení prepäťové vlny, ktoré pri kratších vedeniach sa prenášajú do rozvodní a spôsobujú škody na ich zariadení. Okrem toho môžu spôsobiť v mieste úderu blesku prepätie (nárast napätia na stožiari), ktoré spôsobí spätný preskok zo stožiara na vodič s možnosťou prepálenia vodiča vo svorke.

Praktické pokusy ukázali, že ani použitím troch uzemňovacích lán sa nezamedzia poruchy spôsobné úderom blesku, ak nie je zároveň dokonalé uzemnenie stožiarov. Naopak porúch bolo oveľa menej pri jednom uzemňovacom lane s dobrým uzemnením stožiarov.

STN 33 3300 stanovuje, že odpor uzemnenia jednotlivých stožiarov VSV 110 až 400 kV nemá byť vyšší ako 15 Ω pre stožiare v trase, väčší ako 10 Ω pre stožiare na prechode z vedenia vzdušného na káblové a naopak a pre stožiare v blízkosti elektrických staníc (do 600 až 1000 m). Pre horšie pôdne podmienky sú dovolené zvýšené hodnoty odporov uzemnenia stožiarov.

Z praktického hľadiska u jednodriekových stožiarov sa ukladá pásik dlhý do 25 m, pre portálové stožiare 220 kV a 400 kV sa dávajú 4 pásiky dĺžky 15 až 25 m. Pre zlepšenie uzemnenia sa nepoužívajú pásiky dlhšie ako 25 m, ale dáva sa ich viac.

Spôsoby uzemnenia

stožiarov

Izolátory sú pre bezpečný chod siete (najmä vn a vvn) najdôležitejším prvkom. Na izolátory sa upevňujú vodiče vonkajších vedení.

Pôsobenie izolátorov závisí od: ich materiálu, tvaru a vyhotovenia, ale i od prostredia, v ktorom sa izolátory nachádzajú, teda od:

podnebia, nadmorskej výšky, vlhkosti, dažďa, námrazku, od zmien teploty, množstva sadzí,

dymu, prachu, solí a rôznych exhalátov vo vzduchu atď.

Používajú sa podperné (do 35 kV) a závesné (nad 22 kV) izolátory rozdelené podľa kritérií:

typ A – má najkratšiu prieraznú dráhu v tuhom izolačnom materiáli rovnú najmenej polovici dĺžky najkratšej preskokovej vzdialenosti vzduchom mimo izolačného telesa,

typ B – má najkratšiu prieraznú dráhu v tuhom izolačnom materiáli, kratšiu ako je polovica dĺžky najkratšej preskokovej vzdialenosti vzduchom mimo izolačného telesa.

Izolátorové závesy na vedeniach s napätím 110 kV a viac musia mať ochranné armatúry.

MATERIÁL IZOLÁTOROV

tvrdý porcelán, zložený najmä z kaolínu (42 – 60 %), kremeňa (12 – 40 %) a zo živice (11 až 27 %),

sklo – nepotrebuje dlhé vypaľovanie, takže sklenené izolátory možno dodávať veľmi rýchle. Sklo je krehkejšie ako tvrdý porcelán, máva vnútorné napätia, takže pri náraze praskne celý izolátor. Na vn sa robia izolátory obyčajne z boritého skla (pyrex), temperujú sa, aby sa zbavili vnútorného napätia. Tieto sklené izolátory sa s úspechom používajú v Japonsku, Anglicku, Francúzsku a Švédsku, kde sa dosiahli veľmi vysoké zaručené pevnosti (viac ako 100 kN).

Pre väčšie ťahy sa používa steatit (keramika) i lejacia živica.

umelé hmoty ako epoxid, silikón, EVA materiál, tzv. kompozitné izolátory.

TVARY A DRUHY IZOLÁTOROV

Izolátory nn hríbové

kladkový

Kolíkový izolátor vn (22 kV) podperný Do 35 kV sa zvyčajne používajú pevné izolátory, najčastejšie plnojadrové, so 4, 5 alebo 7 strieškami, takže dlhá povrchová cesta má veľký odpor.

Izolátor čiapkový – závesný

Závesné izolátory pre U > 35 kV. Dnes tyčové alebo sklené tanierové izolátory, predtým porcelánové tanierové izolátory.

Výhoda tanierových izolátorov – dajú sa ľahko skladať na reťazce a pridaním ďalšieho článku možno zvýšiť ich izolačnú pevnosť. Tak isto pri poškodení jedného článku sa dá tento ľahko vymeniť, pričom vedenie sa môže nerušene ďalej prevádzkovať.

Nevýhoda – izolátory sú menej odolné voči prierazu a ich elektromechanická pevnosť je menšia ako mechanická. poruchové v znečistených oblastiach za hmly, kedy vznikali preskoky na reťazcoch.

Izolátory plnojadrové (špirálové, tyčové)

Líšia sa: tvarom striešok, spôsobom spojenia

porcelánového telesa s armatúrami.

Špirálové izolátory – na oboch koncoch porcelánového telesa je hlboká dutina, do ktorej je zatmelená valcovitá časť armatúry s rebrami.

Tyčový izolátor – porcelánové teleso prechádza na oboch koncoch do zrezaného kužeľa, ktorý je zatmelený do kovových armatúr tvaru čiapky.

Plnojadrové izolátory: izolátory so špirálovou strieškou a tyčové

Plnojadrové izolátory pre vonkajšie vedenia vvn a zvn musia spĺňať tieto požiadavky:

zabezpečenie podmienok pre udržanie plynulej normálnej prevádzky, najmä pri mechanickom napätí spôsobenom

vlastnou tiažou a tiažou omrznutého vodiča, statickým ťahom vo vodiči, vibrujúcim napätím pri kmitaní vodičov,

vyvolanom vetrom,

obmedzenie škôd pri vzniku niektorých porúch, a to po stránke: - mechanickej, zabránením havárií celého závesu pri porušení niektorého reťazca na viacnásobných závesoch, - elektromechanickej, zabránením havárií celého závesu pri vzniku oblúkového skratu.

Ak sa poškodí izolátor, obyčajne spadne vodič na konzolu alebo na zem, čo sa pri čiapkových izolátoroch nestáva, pretože i keď sa odrazí porcelánový tanier, palička sa obyčajne zachytí v hlave čiapkového izolátora.

Kompozitné (plastové) izolátoryKlasické porcelánové vysokonapäťové izolátory sú v poslednom období nahrádzané izolátormi z kompozitných materiálov a polymérov.

Prvé živicové, epoxidové izolátory sa objavili ešte v prvej polovici minulého storočia. Vo vonkajších podmienkach sa väčšinou vyznačovali nízkou spoľahlivosťou. V 60.-tych rokoch minulého storočia sa už začali vyrábať izolátory z EPM (etylen propylen kopolymer), EPDM (etylen propylen dien monomer) a silikónového kaučuku.

Klasický kompozitný izolátor je vyrobený najmenej z dvoch izolačných materiálov, menovite jadra a plášťa, ktoré sú doplnené kovovými spojovacími armatúrami. Skladá sa zo sklolaminátového jadra (tyče), plastových striešok a izolácie sklolaminátovej tyče – medzivrstvy, ktorá zabezpečuje dokonalé spojenie medzi tyčou a polymérom.

Podstatné rozdiely v konštrukcii kompozitných izolátorov sú predovšetkým z hľadiska materiálov použitých na výrobu striešok.

Silikónové kompozitné izolátoryVýhody: - možnosť vyrobiť v rôznych dĺžkach a tvaroch, štandardný postup je vyrobiť dlhšie kusy vcelku, a potom ich narezať na kratšie kusy,- odpudzujú vodu a majú vynikajúce samočistiace vlastnosti,- nižšia hmotnosť a následne aj lepšia manipulácia s nimi.

Nevýhody: momentálne vyššia cena, ktorá je ale kompenzovaná dlhšou životnosťou a menšou náročnosťou na údržbu.

Tyč (jadro) izolátora sa skladá zo sklenených vlákien posilnených umelou hmotou (glass-fiber reinforced plastic – FRP). Jadro sa z bezpečnostných dôvodov kontroluje presvecovaním, kde sa ukáže, či je vnútorná štruktúra bez porúch. Skontrolované jadrá sa následne sekajú na požadovanú dĺžku. Ďalej sa na povrch vulkanizáciou pri vysokej teplote nanesie vrstva gumového materiálu. Vzájomná reakcia vytvorí optimálne spojenie. Následne sa navlečie plastový tanier a zaistí sa ďalšou vulkanizáciou. Kovová časť je za studena zalisovaná. Podľa toho, kde bude izolátor použitý, sa zvolí príslušná kovová koncovka a následne je podrobená testom na ťah a ohyb. Ak izolátor úspešne prejde týmito testami, tak sa spoj tyč a kovová časť uzavrie silikónom. Takto vyhotovený izolátor by mal byť dostatočne odolný voči vplyvom počasia a prirodzenému starnutiu. Technológia výroby umožňuje rôzne priemery tyče s dĺžkou do 6 metrov. Teplotný rozsah zaručenej pracovnej oblasti: 50 °C až +180 °C.

V niektorých prípadoch je možné pri použití kompozitných izolátorov zvýšiť menovité napätie existujúceho vedenia bez zmeny rozmerov stožiara. Sú použiteľné aj pri projektovaní „kompaktných vedení“.

Na obr. sú ťahové kompozitné izolátory Fiberlink DS 28G na ukotvenie vzdušných vedení 22 kV na konzolách a podperných bodoch.

Kompozitné izolátory z EVA materiálu

- polymérový plášť z etylen vynil acetat (EVA), ktorý kryje ťahu odolné jadro zo sklolaminátu, na ktorom sú pripevnené koncové svorky z galvanizovanej ocele alebo hliníkovej zliatiny.

Výhody: lepšia odolnosť voči vlhkosti,  voči starnutiu a erózii než zmesi z EPDM (etylen propylen dien monomer), výborná odolnosť voči UV žiareniu a slnečnému svetlu, mechanickému poškodeniu, nárazu, opotrebeniu, pôsobeniu baktérií, ako aj dobré elektrické a mechanické vlastnosti. Výhodou je neobmedzená doba skladovateľnosti, na rozdiel od živice.

Priamym vylisovaním obalu izolátorov na jadro a koncové svorky, alebo použitím tesnenia z polyuretánu odolného voči zvodovým prúdom, sa zabraňuje vniknutiu vlhkosti do sklolaminátového jadra izolátora. Modulárne kompozitné izolátory s nízkou hmotnosťou sa skladajú z plného polymérového jadra a polymérového obalu. Do polymérového jadra je možné priskrutkovať nerezové svorníky bez nutnosti použiť objemné kovové koncové objímky pre izolátor.

Na obr. je používaný kompozitný podperný izolátor PLI-25A-AFSSW-HP-M22 pre prostredia s vysokým znečistením do 24 kV striedavých.

Kompozitné izolátory s plášťom z iných plastových materiálov

Pre zlepšenie elektrických a mechanických vlastností sa do polyméru pridávajú rôzne stabilizátory, farbivá a plnivá, a tak vznikli napríklad materiály označené EPM (ethylen propylen copolymer), EPDM (ethylen propylen dien monomer). Konštrukčne sú vyrábané tak, ako aj silikónové izolátory, v zhode s STN IEC 61109 a STN EN 61952.

IZOLÁTOROVÉ ZÁVESY

Pre vedenia 110, 220 a 400 kV sa používajú izolátorové reťazce zložené z plnojadrových izolátorov (Spirelec alebo tyčových), prípadne reťazce zo sklených tanierových izolátorov.

Pre vedenie 110 a 220 kV sa používajú závesy: jednoduché nosné, dvojité nosné, dvojité kotevné.

Pre vedenia 400 kV: dvojité nosné, dvojité nosné V tvar, trojité kotevné, pomocné nosné.

Mechanické vlastnosti V závesu – používa sa na všetkých stožiaroch typu "Mačka" pre strednú fázu a uvažuje sa s ich použitím pre všetky fázy na kompaktných vedeniach. Namáhanie jednotlivých reťazcov veľmi závisí od poveternostných podmienok, najmä od účinkov vetra.

Jednoduchý nosný (JN) záves 110 kV 1 – ochranná armatúra horná JN 110, 2 – izolátor L 110 BH 550,3 – palička dvojitá, 4 – ochranná armatúra dolná JN 110, 5 – nosná svorka

Dvojitý nosný (DN) záves 110 kV

1 – horná ochranná armatúra DN 110, 2 – rozperka, 3 – palička s okom priama, 4 – izolátor L 110 BH 550, 5 – palička dvojitá, 6 – dolná ochranná armatúra DN 110, 7 – nosná svorka

Dvojitý kotevný záves 110 kV

1 – dvojité oko krížové, 2 – rozperka, 3 – horná ochranná armatúra tvar A, 4 – palička s okom priama, 5 – závesný tyčový izolátor, 6 – palička dvojitá, 7 – dolná ochranná armatúra tvar B, 8 – kotevná svorka s odbočkovým praporcom – lisovaná

Polokotevný záves

1 – závesný kĺb2 – dvojité oko priame 3 – rozperka4 – dvojité oko krížové5 – ochranná armatúra6 – tyčový izolátor LG75/22/1270 7 – vidlica s okom priama 8 – nosná svorka špirálová9 – ochranná špirála10 – svorník s maticou

Výhoda: celková výška závesu je menšia ako vertikálneho závesu.

Používa sa v prípadoch, kde rozhodujú centimetre. Jeho rozmer je obmedzený maximálnym uhlom izolátora, pretože nosná svorka ktorou sa spája samotný izolátor je výkyvná a vodič sa môže vychýliť len do určitého uhlu. Ďalší faktor je ten, že vzdialenosť živej časti (vodiča) a rozdvojovacej časti je menšia ako izolačná vzdialenosť izolátora.

Niektoré hodnoty Niektoré hodnoty reťazcov 110 kVreťazcov 110 kV

Počet izolátorov v reťazci

(ks)

Celková dížka(mm)

Celková hmotnosť

(kg)

Dovolené zaťaženie

závesu(kN)

Reťazce so Spirelecom

Jednoduchý nosný záves 2 1834 60,82 28

Dvojitý nosný záves 4 (2x2) 1895 120,22 2x28

Dvojitý kotevný záves 4 (2x2) 2190 116,74 2x26,9

Reťazce s tyčovým izolátorom

Jednoduchý nosný záves 1 1606 50,78 28

Dvojitý nosný záves 2 (2x1) 1830 108,86 2x28

Dvojitý kotevný záves 4 (2x2) 3494 206,56 2x26,9

Reťazce so skleným izolátorom

Jednoduchý nosný záves 8 1736 69,43 28

Dvojitý nosný záves 16 (2x8) 1794 140,76 2x28

Dvojitý kotevný záves 16 (2x8) 1957 147,57 2x26,9

Niektoré hodnoty Niektoré hodnoty reťazcov 400 kVreťazcov 400 kV

Počet izolátorov v reťazci

(ks)

Celková dĺžka(mm)

Celková hmotnosť

(kg)

Dovolené zaťaženie

závesu(kN)

Reťazec so Spirelcom

Dvojitý nosný záves 12 (2x6) 4904 351,81 66,6

Dvojitý nosný záves V 24 (2x2x6) 4180 727,95 84

Trojitý kotevný záves 18 (3x6) 7908 783,81 50,0

Pomocný nosný záves 6 5355 341,02

Reťazec s tyčovým izolátorom

Dvojitý nosný záves 6 (2x3) 4770 315,41 70

Dvojitý nosný záves V 12 (2x2x3) 3813 612,96 84

Trojitý kotevný záves 15 (3x5) 8380 819,7 120

Pomocný nosný záves 3 5188 318,82 35

Hmotnosť izolátora Spirelec (L 100 BH 550) je 25 kg, izolátora pre kotevný záves 400 kV (L 160 CH 550) 32 kg, tyčového izolátora (LS 75/21) 39,5 kg a tyčového izolátora používaného pre trojitý kotevný záves 400 kV LS 85/14 34,4 kg, skleného izolátora PSG 120 A je 7,3 kg.

Výhody pevných izolátorov: nízka cena izolátorov, ľahká montáž, nižšie stožiare a možnosť použiť háky na upevnenie izolátorov.

Výhody visutých izolátorov: vyrovnávajú ťahy susedných poli, takže možno použiť i nerovnaké rozpätia, nenamáhajú konzoly v krútení, pri pretrhnutí vodičov odľahčujú stožiare, veľká bezpečnosť vedení proti prierazu, dobre sa dajú chrániť proti oblúkom rohmi alebo kruhmi, izolátory sa ľahko vymieňajú, opravy sú lacné, lebo sa vymení iba poškodený článok.

DRUHY SKÚŠOK IZOLÁTOROV Metódy skúšania keramických izolátorov určených pre elektrické vonkajšie vedenia (STN 3480 02):

a) skúšky 1. skupiny, ktoré sú určené na overovanie hlavných elektrických charakteristík izolátorov, ktoré závisia od ich rozmerov a tvarov, prípadne od výstroja (malá skupina a pre nové konštrukcie),

b) skúšky 2. skupiny majú overiť ostatné charakteristiky izolátorov, ako aj kvalitu použitých materiálov (malá skupina izolátorov),

c) skúšky 3. skupiny, ktorých účel je vyradenie izolátorov s výrobnými chybami.

Znečistenie izolátorov a oblasti znečistenia v SRStupeň

znečistenia Charakteristika oblastí znečisteniaMedze parametra

p

Z IMalé

Oblasti bez priemyslu a s malou hustotou domov vybavených vykurovacím zariadením vytvárajúcim znečistenie. Oblasti s malou hustotou priemyslu alebo domov, avšak vystavené častým dažďom a vetrom. Poľnohospodárske oblasti1). Horské oblasti.

p ≤ 3,5

Z IIStredné

Oblasti s priemyslom s nízkymi exhaláciami a priemernou hustotou domov. Oblasti s veľkou hustotou domov a priemyslu, vystavené častým vetrom a dažďom.

3,5 < p ≤ 5,8

Z IIISilné

Oblasti s veľkou hustotou priemyslu a mestské oblasti s veľkou hustotou vykurovacích zariadení, vytvárajúcich znečistenie.

5,8 < p ≤ 8,0

Z IVVeľmi silné

Oblasti v bezprostrednej blízkosti zdrojov veľkého znečistenia.

p > 8,0

NNámraza

Oblasť so zvýšenou tvorbou vodivej námrazy. Okolie chladiacich veži, vychladzovacích rybníkov a čistiacich staníc s rozstrekom vody.

Intenzita spádu vodných kvapiek i ≥ 0,01 kg·m-2·h

Poznámka: (1) 1) Použitie umelého hnojiva rozstrekom alebo rozprašovaním môže viesť k vyššej úrovni znečistenia.

Armatúry veľmi dôležitá časť vonkajších vedení.

Musia vyhovovať prevádzkovým požiadavkám, vzdorovať poveternostným a atmosférickým vplyvom bez údržby. Sú vystavené veľmi ťažkému namáhaniu. Rôznorodosť vonkajších vedení daná radmi napätia, potrebným prenášaným výkonom, predpismi pre stavbu vedení, si vyžaduje veľkú rôznorodosť typov armatúr.

Patrí sem: upevnenie izolátorov, upevnenie vodičov a armatúry vonkajších vedení s U > 1 kV.

Upevnenie podperných izolátorov na konzole – oceľový kolík alebo hák osadený pevne v izolátore – zaliaty obyčajne sádrou, medzi špičku kolíka a izolátor sa dáva cca 5 mm hrubá plstená, azbestová alebo kožená vložka.

Väz vodiča na podpernom izolátore

Hrubšie vodiče sa na izolátory často pripevňujú strmeňmi. Používajú sa aj špeciálne strmene s pohyblivými svorkami, ktoré sa osvedčili najmä pri veľkých rozpätiach.

Uchytenie vodiča do žliabku a do plastovej manžety

UPEVNENIE VODIČOV NA PODPERNÝCH IZOLÁTOROCH

ARMATÚRY VONKAJŠÍCH VEDENÍ Armatúry pre vodiče sú určené na ich spojenie, upevnenie, nesenie (pridržiavanie), udržiavanie predpísanej vzdialenosti, tlmenie vibrácií a na ochranu poškodených vodičov.

Prúdové armatúry

Spojovacie armatúryVrubová spojkaLisovaná spojkaPrúdová svorka

Odbočovacie armatúryUniverzálna svorkaOdbočná lisovaná svorka C

Opravné armatúry Opravná svorka

Kotevné armatúry Kotevná svorka lisovaná

Bezprúdové armatúry

Kotevné armatúry

Kotevná panvicaKotevná kladkaZemniaca svorka – kotevnáKotevná svorka

Nosné armatúryNosná svorkaZemniaca svorka – nosná pevnáZemniaca svorka – nosná výkyvná

Dištančné armatúry Dištančná rozperka

Tlmič vibrácií Tlmič vibrácií

Armatúry pre vodiče

Spojovacie armatúry

Najprv sa vodiče spájali zväčša spojkami nitovanými alebo skrutkovanými, jednodielnymi a dvojdielnymi. Často sa poškodili jednotlivé drôty v lane, a preto sa od tohto spôsobu spájania už upustilo.

Vrubové spojky – postup vrubovania podľa čísel (pre vodiče AlFe)

Vrubové spojky majú tvar oválnej rúrky, do ktorých sa vloží z každej strany vodič. Medzi vodiče sa vsunie vložka a spojka sa zalisuje do vodičov vystriedanými vrubmi. Používa sa na spoje namáhané ťahom na vonkajšom vedení vn a vvn.

Lisované spojky pozostávajú z vnútornej oceľovej rúrky, ktorá spája oceľovú dušu a z vonkajšieho hliníkového plášťa zalisovaného do hliníkového plášťa lana. Spoj bude kvalitný len za podmienky, že zalisovanie sa vykoná predpísaným montážnym náradím.

Prúdové svorky

Prúdové svorky sú rozoberateľné alebo lisované, používajú sa na prúdové prepojenie preponiek na kotevných stožiaroch.

D3 D4 D3

D2 D1

Odbočovacie armatúry určené na svorkovanie vodičov. Veľkosť svorky sa volí podľa prierezu hlavného lana a na odbočenie možno použiť rozsah vodičov podľa označenia. Sem patria univerzálne svorky a odbočné lisované svorky C slúžiace na prúdové odbočenie na vonkajších vedeniach nn.

Kotevné armatúry – kotevné svorky slúžia na kotvenie a pripájanie vodičov na vonkajších vedeniach a rozvodniach. Sú lisované s odbočným praporcom pre laná a koncové.

– kotevné panvice slúžiace na uchytenie uzemňovacieho lana na kotevných stožiaroch, kotevné kladky, slúžiace spolu s uzemňovacou svorkou na kotvenie uzemňovacieho lana na kotevnom stožiari vedenia.

Kotevná svorka kužeľová

Nosné armatúry – vodiče v bežnej trati sú na nosných stožiaroch zavesené v nosných svorkách. Nosné svorky sú zväčša výkyvné protivibračné, aby sa pri pevnom záchyte vodič chvením nepoškodil. Nosné svorky sú v tvare buď na pripojenie ochranných armatúr, alebo bez možnosti ich pripojenia. Vodič v svorke je pripevnený dvoma strmeňmi a pred vložením do svorky sa ovinie pásikom.

Niekedy sa používajú aj výklzné nosné svorky. Pri týchto svorkách pri väčšom namáhaní vodiča teleso svorky vykĺzne zo svorníka, a tým sa zabráni poškodeniu konzol a stožiarov.

Nosná svorka výkyvná Nosná svorka výkyvná pre ZL

Pri vedeniach vvn sa montuje ZL na nosných stožiaroch do pevných alebo výkyvných nosných svoriek, pripevňuje sa strmeňovými skrutkami do podobného telesa, ako je to pri normálnych nosných svorkách. Toto teleso je potom uložené na stoličke upevnenej na špici stožiara.

Dištančné rozperky sa používajú sa na vonkajších vedeniach na uchytenie vodičov v dvojzväzku alebo v trojzväzku. Zabezpečujú za každých prevádzkových podmienok potrebný rozstup medzi fázami. Klasické spojenie svoriek s ramenom alebo rámom zabezpečuje tlmenie vibrácií a zároveň vychýlenie lana v pozdĺžnom, ako aj v kolmom smere. Montujú sa po ustálení ťahu vodičov.

Tlmič vibrácie slúži na ochranu vodičov pred poškodením vibráciami. Pri rozpätí do 360 m sa montuje jeden tlmič na oboch koncoch, pri väčších rozpätiach obyčajne po dvoch tlmičoch. Ich osová vzdialenosť do konca vodiča je daná predpismi vzťahujúcimi sa na daný druh a prierez lana.

Výzbroj kotevného a nosného stožiara

Armatúry pre izolátorové závesy sú určené na spojenie alebo ochranu izolátorových závesov. Niektoré z nich môžu riadiť rozloženie elektrického pola v okolí izolátorového závesu, rozdelenie je v tabuľke.

Podskupina Druh armatúr Názvy

Spojovaciearmatúry

Armatúry pre spojenie izolátorov Palička dvojitá

Dištančné armatúry pre izolátorové reťazce

Palička s okomDvojité okoPanvicaVidlicaRozperkaRozperka pre zväzkové vodiče

Upevňovacie armatúryZávesný kĺbStrmeň

Regulačné armatúryVidlicaNapínacia skrutka

Pomocné armatúry

Ochrannéarmatúry

Ochranné armatúryOchranné armatúry pre 110 kVOchranné armatúry pre 400 kV

- Závažie Závažie

Armatúry pre izolátorové závesy Armatúry pre spojenie izolátorov – patria sem dvojité paličky slúžiace na spojenie izolátorov bez ochranných armatúr, ako aj v izolátorovom závese na spojenie izolátorov s ochrannými armatúrami.

Dištančné armatúry pre izolátorové závesy slúžia na zavesenie jednoduchých izolátorových reťazcov, na montáž a kompletizáciu izolátorových závesov, na spojenie armatúr izolátorových reťazcov a spojenie dvoch armatúr ukončených paličkami v izolátorovom reťazci, na montáž a kompletizáciu izolátorových závesov, na upevnenie ochrannej armatúry, na vymedzenie vzdialenosti izolátorov od seba v izolátorovom závese (dvojitom, trojitom alebo štvornásobnom).

Upevňovacie armatúry – visuté izolátory sa zavesujú na konštrukciu okom s paličkou uchytenou do čiapky izolátora, izolátorové nosné reťazce sa upevňujú na konzoly stožiarov strmeňmi, ktoré sú vyrobené obyčajne z ohnutej guľatiny. Kotevné reťazce sú ku konzole pripevnené závesom „praporcom“ upevňovaným na konci konzoly svorníkom.

Oko s paličkou

Strmeň na uchytenie nosného reťazca

Praporec na uchytenie kotevného reťazca

Regulačné armatúry – sem patria vidlice (rôznych typov) a napínacie skrutky slúžiace na reguláciu dĺžky izolátorových závesov, ďalej na montáž a kompletizáciu izolátorových závesov a v niektorých prípadoch na upevnenie ochranných armatúr.

Ochranné armatúry sa používajú pri závesných izolátoroch na vedeniach vvn a zvn:

pre priaznivé rozdelenie napätia na reťazcoch, pre obmedzenie rádiového rušenia, pre obmedzenie účinku elektrického oblúka na izolátoroch a

vodičoch (pri skratoch).

Ochranné armatúry sa nepoužívajú: pri izolátorových reťazcoch na nevodivých konštrukciách

s neuzemnenými závesmi izolátorov, pri vedeniach vn ani na vodivých konštrukciách.

Ochranné armatúry sú rôzne podľa veľkosti napätia a typu izolátorového reťazca. Podmienkou správnej funkcie a spoľahlivosti ochranných armatúr je ich správna orientácia. Ochranné armatúry sa orientujú iskrišťom von od drieku stožiara.

Závažia sa používajú na zaťaženie nosných závesov na vedeniach vn, vvn alebo zvn. Ich hmotnosť je 50 alebo 2 x 50 kg.

Špeciálne armatúry

Sem patria rôzne svorníky, matice, ovinovacie pásiky, uzemňovacie svorky a elektródy.

Do tejto skupiny patria aj výstražné zariadenia ako výstražné gule (markery), ktoré sa upevňujú na uzemňovacie laná, výstražné zariadenia, ktoré v noci svetielkujú (výstraha pre lietadlá), armatúry proti biologickému znečisteniu.

Ochrana vtáctva na vonkajších elektrických vedeniach

Zábrany proti sadaniu vtákov na vedení 2x110 kV

Ochranné búdky pre dravé vtáky na vedení 220 kV

Ochrana vtáctva na vonkajších vedeniach vn

Hrebeňová zábrana na 22 kV vedení

Zábrany na princípe odizolovania konzoly

Zábrana Antibird na konzole pri vertikálnom usporiadaní

Kruhová zábrana na reálnom vedení 22 kV

Horizontálne usporiadanie s konzolu Bird Friendly

Stromčekové usporiadanie s konzolou Bird Friendly