6.4
Vodiče pro venkovní vedení
6.4.1
Lana AlFe
Mezinárodní označení je ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforced). Lano je složeno z ocelového nosného jádra (duše) uprostřed a z hliníkových drátů slaněných okolo.
Lano AlFe je vidět na obr. 48.
+
48. Konstrukce lan AlFe
Zdroj: Autor Ing. Bc. Anna Mudruňková, Tomáš Stejskal, Konstrukce lan AlFe, licence Creative Commons BY-SA 4.0
Obr. 48. Konstrukce lan AlFe
Podle poměru hliníku ku železu rozeznáváme několik typů lan AlFe:
  • AlFe 3, poměr Al : Fe = 3 : 1;
  • AlFe 4, poměr Al : Fe = 4 : 1;
  • AlFe 6, poměr Al : Fe = 6 : 1;
  • AlFe 8, poměr Al : Fe = 8 : 1.
Tabulka 3. Některé parametry různých typů lan AlFe
Typ lana
Součinitel tepelné roztažnosti α [°C-1]
Měrná tíha
γ [Nm-1mm-2]
Modul pružnosti v tahu E [MPa]
Max. dovolené mech. napětí σdov [MPa]
AlFe 8
20,5 . 10-6
0,0338
86 . 103
95
AlFe 6
19,75 . 10-6
0,0347
88,3 . 103
110
AlFe 4
18,5 . 10-6
0,038
97,6 . 103
130
AlFe 3
17,6 . 10-6
0,041
104 . 103
150
Lana AlFe se vyrábějí v průřezech od 16 do 1 200 mm2.
Nejčastěji používaná jsou lana AlFe 6. V oblastech s vysokou námrazou se používají lana AlFe 3, protože mají vyšší přetížitelnost. Parametry lan AlFe 6 uvádí tab. 4.
Tabulka 4. Parametry vodiče AlFe 6
Jmenovitý průřez
[mm2]
Průměr lana
[mm]
Matematický průřez
[mm2]
Hmotnost
[kg/km]
Maximální odpor lana
[Ω/km = mΩ/m]
16
5,40
17,81
62,47
1,882
25
6,72
27,58
96,73
1,215
35
8,40
43,10
151,13
0,778
50
9,45
54,55
191,27
0,615
70/1
11,25
77,31
270,90
0,434
70/7
11,40
76,92
272,80
0,434
95/1
13,50
111,27
390,20
0,301
95/7
13,58
107,67
384,62
0,301
120
16,00
149,62
535,90
0,225
150
16,96
168,10
601,50
0,200
185
19,08
214,41
761,60
0,156
210
20,10
237,00
844,20
0,142
240
21,35
267,77
952,20
0,125
300
24,00
336,64
1181,00
0,100
350
26,50
410,70
1454,60
0,085
450
29,76
519,20
1843,10
0,065
6.4.2
Svazkové vodiče
Pro zvlášť vysoké a vyšší napětí se používají tzv. svazkové vodiče, které již byly zmíněny v kap. 5.2.1. Jsou tvořeny několika spojenými lany AlFe (jako by měl vodič větší průřez). Při výpočtech takového vedení se pak uvažuje tzv. ekvivalentní poloměr lana, jehož určení bylo též popsáno v kap. 5.2.1.
re=r⋅b12⋅b13⋅⋅⋅b1nn [m],
Jednotlivé vodiče jsou od sebe odděleny a fixovány rozpěrkami, které mají vzdálenost od 0,2 do 0,6 metru, v Evropě nejčastěji 0,4 m. Pro napětí 220 kV a 400 kV se používají obvykle svazky dvou, tří či čtyř lan AlFe. V ČR se setkáme hlavně s trojsvazky, v jiných evropských zemích i se svazky dvou nebo čtyř vodičů (např. v SRN čtyřsvazky). Pro napětí 800 kV se používají pěti- nebo šestisvazky, pro vyšší hladiny (např. 1 000 kV) pak svazky osmi, dvanácti, či dokonce šestnácti vodičů. Na obr. 49 je dvojsvazek lan AlFe 6.
Výhody
  • Menší odpor i indukční reaktance (viz kap. 5.2.1) a tím i podélná impedance;
  • Lepší mechanické vlastnosti;
  • Větší přenosová schopnost, nižší proudové zatížení;
  • Menší ztráty korónou i skinefektem;
  • Menší rušení telekomunikací;
  • Větší odolnost proti vibracím způsobeným větrem.
Nevýhody
  • Při zkratu mají jednotlivé vodiče ve svazku tendenci se k sobě přitahovat (omezujeme použitím rozpěrek v určitých vzdálenostech);
  • Větší hmotnost;
  • Větší nároky na izolátory;
  • Potřeba větších vzdáleností mezi fázemi;
  • Vyšší zatížení námrazou;
  • V důsledku předchozích skutečností stoupají nároky na mohutnost stožárů.
+
49. Svazek dvou lan AlFe 6 na vedení 220 kV
Obr. 49. Svazek dvou lan AlFe 6 na vedení 220 kV
6.4.3
Celohliníkové vodiče
Vodiče bez ocelové duše se používají tam, kde hrozí zvýšené nebezpečí koroze. Používají se vodiče AAC (All Aluminium Conductor) a AAAC (All Aluminium Alloy Conductor), což je slitina tepelně ošetřeného hliníku, hořčíku a křemíku. Tyto vodiče mají vyšší pevnost než lana AlFe. Vyrábějí se v různých provedeních a tvarech, např. z drátů lichoběžníkového tvaru, nebo jako mozaika ve tvaru písmene „Z“. V pobřežních oblastech se u vodičů AAAC používá mazivo, aby se zabránilo korozi způsobené mořskou solí. [24]
6.4.4
Vodiče ze zesílené hliníkové slitiny
Tyto vodiče se označují jako ACAR (Aluminium Conductor Alloy Reinforced). Kombinují se u nich prvky vyrobené z hliníkové slitiny (jako pro AAAC) a elektrovodného hliníku. Tím lze získat specifické vlastnosti pro konkrétní aplikace. Zvýšením množství použitého elektrovodného hliníku se zvýší vodivost vodiče, ale sníží se jeho pevnost. Stejně tak, pokud se zvyšuje počet drátů ze slitiny, zvyšuje se i mechanická pevnost vodiče na úkor vodivosti. [24]