Висока школа техничких струковних студија
Чачак
Дипломски рад
Тема:Утицај климатских услова на пројектовање
надземних ваздушних водова
Кандидат:
Ментор:
Бојан Трифуновић
др Дојчило Сретеновић
Дипломски рад
Бојан Трифуновћ
4
заједно са свим тим елементима, константно изложен најразличитијим климатским
утицајима карактеристичним за подручје којим пролази вод. Данас су, како код нас тако и у
свету уопште, стубови надземних електроенергетских водова на нивоу преноса доминантно
просторне челично-решеткасте конструкције састављени од стандардних профила са
одговарајућим спојем.
Прорачун климатских утицаја (температура, ветар, додатни терет,
односно залеђење: снег, лед, иње, …) на конструкцију стубова надземних
електроенергетских водова дефинисан Правилником [2], није у складу са прописима за
прорачун климатских оптерећења на остале врсте конструкција. Правилник не дефинише
обавезу избора стубова према оптерећењу при истовременом деловању ветра и додатног
терета од залеђења. Овај рад је посвећен изучавању европских стандарда у области
пројектовања надземних електроенергетских водова и њиховом упоређивању са постојећим
прописима, уз анализу климатских фактора и њиховог утицаја на прорачун оптерећења
стубова као најзначајније конструкционе компоненте надземних електроенергетских водова.
Разматрана проблематика и резултати истраживања презентују се кроз Увод – Поглавље 1,
три основна поглавља: Поглавље 2, Поглавље 3 и Закључак.
У оквиру Поглавља 2: „Основи пројектовања надземних електроенергетских водова” дају се
основне конструкционе карактеристике надземних електроенергетских водова и њихових
елемената, карактеристике утицајних климатских фактора при пројектовању надземних
електроенергетских водова, као и основни теоријски аспекти њиховог механичког
прорачуна. Наведени су и описани елементи вода: проводници, заштитна ужад, уземљење,
изолатори и стубови. Дата је и објашњена подела стубова према намени (носећи и затезни),
према положају у траси вода (линијски, који се налазе у праволинијском делу трасе и угаони,
који се налазе на местима лома трасе) и према материјалу (дрвени, бетонски и челично–
решеткасти стубови). Дат је преглед климатских параметара који утичу на надземне
електроенергетске водове: спољашња температура, ветар и атмосферско залеђивање. Лед,
ледена киша, влажни снег и др. су природне појаве које могу да створе велика додатна
оптерећења на надземним електроенергетским водовима. При истовременој појави додатног
терета (залеђења) и ветра, њихова стабилност може бити значајно угрожена. На крају овог
поглавља дат је приказ деловања оптерећења на стубове надземних електроенергетских
водова, карактеристике криве ужади надземних електроенергетских водова, као и основе
њиховог механичког прорачуна.
У оквиру Поглавља 3: Због изузетно великог додатног терета и истовременог деловања
ветра, дошло је до значајних хаварија на надземним електроенергетским водовима,
првенствено узрокованих прекидима проводника, оштећењем изолаторских ланаца и
ломом стубова. На крају овог Поглавља, кроз упоредну анализу и повезивање стандарда,
изводе се изрази за релевантне климатске параметре. Дефинише се коефицијент зоне леда
из Правилника по условима прорачуна додатног оптерећења према иностраним
стандардима (ИЕЦ 60826) и на основу тога добија његова зависност од дебљине леда и
пречника проводника, при различитим густинама додатог терета (влажни снег и меко иње,
тврдо иње, глазирани лед).
Дипломски рад
Бојан Трифуновћ
5
2. Основи пројектовања надземних електроенергетских
водова
2.1 Елементи надземних водова и њихове основне
карактеристике
Надземни електроенергетски вод (скраћено надземни вод) је скуп свих делова који служе за
надземно вођење проводника који преносе и разводе електричну енергију, којим су
обухваћени: фазни проводници, заштитна ужад, изолатори, стубови, темељи и уземљење
(Слика 2.1.1).
Слика 2.1.1 Елементи надземног вода
2.1.1 Проводници
Проводници су металне жице или ужад који служе за провођење струје. У трофазном
систему преноса то су ужад три фазна проводника (слика 2.1.1). Проводници су једини
активни део вода који је под напоном и кроз које у случају укљученог стања протиче
електрична струја. На стубове (конзоле стубова) се постављају преко изолатора.
Материјал од којег се израђују проводници за надземне водове мора имати задовољавајуће
електричне и механичке особине. То значи да поред добре електричне проводности,
материјал мора бити способан да издржи и механичка оптерећења којима су изложени
проводници надземних водова у току експлоатације.
С обзиром на цену бакра, у пракси је основни материјал за проводнике надземних водова
алуминијум (Al) и његове легуре . До попречног пресека 16 mm
2
проводници се израђују у
Дипломски рад
Бојан Трифуновћ
7
Табела 2.1.1 Карактеристике
Al/Č
ужади за високонапонске надземне водове
Димензионисање проводника врши се у електричном и механичком погледу. У
електричном погледу проводници се димензионишу с обзиром на напон и струју
оптерећења. Губици у отпору проводника морају остати у границама економичности,
загрејавање проводника не сме прекорачити дозвољену границу, а јачина електричног
поља око проводника не сме бити велика. Код надземних водова дозвољено повећање
температуре проводника условљено је величином максималног угиба. Струјно оптерећење
надземног вода које при спољашњој температури од 40
o
C загреје проводник на 80
o
C
назива се термичком границом проводника (
I
t
[
A
]).
Механичко димензионисање проводника врши се ради усклађивања механичког
напрезања проводника који се при монтирању на затезном стубу затежу одговарајућом
силом, у складу са прорачунатим напрезањем, и који су изложени најразличитијим
климатским утицајима. Неопходно је да напрезање проводника у свим распонима и при ма
којим временским приликама не прелази вриедност максималног радног напрезања.
Максимално радно напрезање (
m
[daN/mm
2
])
је задата (изабрана) максимална вредност
напрезања за посматрани надземни вод, дефинисана као хоризонтална компонента
напрезања у ужету која се појављује при најтежим климатским условима за напрезање, а
то су температура -5
o
C са појавом додатног терета (иње, лед, снег) или пак најнижа
температура од -20
o
C без додатног терета [3].
2.1.2 Заштитна ужад и уземљење
Заштитна ужад имају на надземним водовима двојаку улогу. У првом реду служе за
заштиту од атмосферских пренапона који настају услед удара грома. За надземни вод је
најнепогоднији директни удар грома у проводник, што доводи до врло високих пренапона,
које ниједна изолација вода не може издржати. Због тога се заштитна ужад постављају као
громобрани изнад проводника и уземљавају се, да би преузела на себе директни удар
грома. И удар грома на стуб је неугодан, јер због отпора уземљења стуб поприма висок
електрични потенцијал те може доћи до повратног прескока са стуба на проводник.
Заштитна ужад и овде помажу, тако што укупну струју грома поделе на већи број стубова.
А кад гром удари у околину надземног вода, заштитна ужад смањују индуковане
пренапоне у проводницима. Заштитна ужад имају корисну улогу и кад настане кратки спој
