Venkovní vedení VVN (I)

Úvod do problematiky

Elektrická vedení jsou technologická zařízení přenášející požadované elektrické výkony buď od primárních zdrojů (elektráren), nebo od sekundárních zdrojů (rozvoden, transformoven) na určitá místa, tj. do rozvoden nižší soustavy nebo k spotřebiteli (distribuční sítě). Venkovní elektrická vedení mají elektrické výkony přenášet hospodárně (s nejmenšími ztrátami), spolehlivě (tj. s nejmenší poruchovostí provozu), bezpečně (tj. bez ohrožování zdraví nebo života lidí a zvířat) a nejmenšími zásahy do životního prostředí.

Důležitou částí celého rozvodného systému jsou stožáry. Funkcí stožáru je udržovat vodiče v potřebných vzdálenostech mezi sebou, od vlastní konstrukce, od země a jiných objektů. Stožáry musí přenášet veškeré zatížení působící na vodiče a na stožár a jeho příslušenství. Stožáry dálkového vedení se rozlišují především podle výšky napětí elektrického vedení. Postupná koncentrace výroby elektrické energie do "velkoelektráren" vyžaduje přenášet stále větší energii do větší vzdálenosti. Proto vedle distribučního systému nízkého do 300 V a vysokého napětí do 35 k V se postupně přecházelo k velmi vysokému napětí, a to 110 kV v roce 1923 až po 400 kV v roce 1959, v 70. letech jsou ve světě realizovaná vedení 750 kV.

Tvar a konstrukční řešení stožárů je ovlivňováno funkčními požadavky, stavební technikou, podmínkami staveniště, výroby, montáže (stožárů a vedení), údržbou.

U nás se dnes užívají přenosové trojfázové soustavy s tímto normalizovaným napětím:

• Nízké napětí (nn): 0,23 kV; 0,4 kV; 0,5 kV
• Vysoké napětí (vn): 6 kV; 10 kV; 22 kV; 35 kV
• Velmi vysoké napětí (vvn): 110 kV; 220 kV; 400 kV

Elektrizační soustavy dělíme podle uzemnění na:

• soustavy s izolovaným nulovým bodem (soustavy izolované) - 0,5 kV, 6 kV, 10 kV, 22 kV a 35 kV
• soustavy kompenzované (se zhášecí tlumivkou)
• soustavy s uzemněným nulovým bodem (0,4 kV, 110 kV, 220 kV a 400 kV)
  • soustavy s nulovým bodem účinně uzemněným
  • soustavy s nulovým bodem neúčinně uzemněným

Přenosová soustava 200 kV a 400 kV je znázorněná na obr. 1.

Obr. 1 - Schéma přenosové soustavy (zdroj: www.ceps.cz)
(po kliknutí se obrázek zvětší)

Mechanická stavba vedení

Pro rozvod elektrické energie se v převážné většině používají venkovní vedení. Jenom tam, kde rozvod proudu holými vodiči není možný, např. z důvodů bezpečnostních, pro nedostatek místa nebo i z důvodů estetických, používají se vedení kabelová.

Venkovní vedení musí vyhovovat řadě různých požadavků. Rozvod proudu musí být spolehlivý, aby se nepřerušovala dodávka vlivem poruch na vedení. Vedení musí být tedy vhodně dimenzováno, aby všechny jeho části bezpečně vydržely mechanické a elektrické namáhání, jemuž jsou během roku vystaveny. Mechanické síly, které mohou způsobit poškození stožárů nebo přetržení vodičů, mohou být vyvolány jednak větrem, jednak omrznutím vodičů (námrazkem), a někdy též záplavami nebo poddolováním.

Z hlediska ekonomického musí být vedení navrženo tak, aby bylo dosaženo nejvýhodnějších provozních vlastností při nejmenších nákladech na výstavbu a údržbu. Proto je nutné se při navrhování vedení zabývat mechanikou venkovních vedení. Základním požadavkem při návrhu je volba správných materiálů jak pro stožáry, tak pro vlastní vedení a to jak z hlediska ekonomického a pevnostního, tak i s ohledem na elektrické parametry a s ohledem na terén. Existují různé materiály pro vodiče i pro stožáry.

Při návrhu venkovního vedení je nutné uvažovat nejen současný stav, ale počítat i s potřebou do budoucnosti. Snižování nákladů na výstavbu vedení nesmí nikdy zhoršit mechanické vlastnosti vedení.

Volba trasy

Při návrhu tras vedení je třeba postupovat podle několika základních pravidel:

• Vedení má být co možná přístupné s ohledem na montáž, opravy, dozor a hledání poruch
• Trasa musí odpovídat požadavkům energetického systému, spojení elektráren a rozvoden
• Trasa má být co nejkratší, přímé úseky mají být co nejdelší. Stožár nárožní se využije jako stožár výztužný
• Rohy mají být co možná nejtupější, neboť výslednice tahů při námrazách je značná
• Z hlediska dopravy, údržby, revizí a oprav je vhodné umístit trasu poblíž silnic

Literatura:

• Fejt Z., Čermák J.: "Elektroenergetika"
• Fencl F.: "Rozvodná zařízení"
• Kozák J.: "Ocelové stožáry a věže"; SNTL Praha 1990
• www.ceps.cz