Когда вы едете по практически любой улице в США, скорее всего, вы увидите трансформаторы, установленные на столбах, будь то деревянные или бетонные. Столб, поддерживающий трансформатор, не просто обычный столб. Во-первых, существуют требования, определяющие прочность, высоту и грузоподъемность столба. Это связано с тем, что, помимо поддержки распределительных проводов, трансформатор, который может весить сотни фунтов (вместе с вырезами, молниезащитами и вторичными проводами), также располагается на столбе. Коммунальные службы производят эти столбы в соответствии с Национальным кодексом электрической безопасности (NESC) и стандартами ANSI, и при установке электрической службы, модернизации службы или установке трансформаторов на столбах коммунальные службы должны быть уверены, что столб не только соответствует классу столба, но и имеет необходимую высоту и не поврежден.
Эта публикация охватывает, какие типы столбов несут трансформаторы, различные требования и стандарты, типы трансформаторов, используемых на столбах, и что требуется во время установки и обслуживания столбов.
В заключение, трансформаторы устанавливаются на распределительных столбах, которые в основном сделаны из дерева. Стальные, бетонные и стеклопластиковые столбы используются, когда необходимы очень прочные или очень привлекательные столбы. Столб должен быть соответствующего размера для нагрузки, которая состоит из всех проводников, трансформаторов и оборудования в соответствии с NESC, существует необходимость в зазоре: это означает, что трансформатор и под напряжением части должны находиться на расстоянии от земли; стандартный коммунальный столб составляет около 12-15 футов; столбы, которые классифицируются по различным классам, определяют количество нагрузки в соответствии с его классом.
Какие столбы несут трансформаторы?
Трансформатор установлен на распределительном коммунальном столбе, который также содержит линии распределения среднего напряжения, обычно в диапазоне от 4 до 35 киловольт (кВ). Передающие столбы имеют высокие стальные балки, которые содержат линии высоковольтного электричества. Напряжение будет снижено до рабочего напряжения в распределительной системе на столбах, которые будут удерживать трансформатор, и это будет происходить между первичными и вторичными цепями.
Три компонента прикреплены к столбу вокруг трансформатора. Они образуют единое целое или сборку: предохранительный вырез защищает трансформатор от неисправностей, происходящих в той же цепи, молниезащита отводит избыточную энергию, вызванную ударом молнии, в землю, а вторичные провода передают пониженное 120/240В к вашей службе после понижения напряжения. Таким образом, столб служит в качестве миниатюрной распределительной станции, и все было спроектировано для работы как одна система.
Требования: Прочность, Класс и Стандарты Высоты
Существуют два стандарта, которые влияют на сторону столба, и оба касаются того, как трансформатор, установленный на столбе, будет специфицирован:
- ANSI (Американский национальный институт стандартов) O5.1 — Стандарт деревянных столбов определяет размеры, виды древесины и обработку столба, присваивая класс (Класс 1-Класс 7, где более низкие классы указывают на меньшие размеры) так, что столбы Класса 1 способны нести наибольшую нагрузку на верхней части столба. Это означает, что категории столбов будут нести большую нагрузку.
- NESC (Национальный кодекс электрической безопасности) — Кодекс безопасности, определяющий зазоры и критерии нагрузки. Распределительный столб с трансформатором получает свои основные требования в основном через зазор от земли до энергизированных проводов и компонентов, так как они должны находиться выше минимального расстояния над землей (в зависимости от напряжения — от примерно 15 до 22 футов в городских районах и от 12 до 15 футов в сельских районах).
Что это значит для вас? Столб, используемый для установки трансформатора, должен быть правильно подобран по размеру, чтобы выдерживать вес нового добавляемого трансформатора. Если у вас уже есть существующий столб и вы переходите с трансформатора на 25 кВА на трансформатор на 100 кВА, вам сначала нужно проверить класс столба и определить, находится ли он все еще в хорошем состоянии, так как вес трансформатора на 100 кВА в 3 раза больше веса текущего используемого трансформатора.
Сравнение типов столбов: Деревянные, бетонные, стальные, композитные
| Тип столба | Типичное использование | Носитель трансформатора | Примечания |
|---|---|---|---|
| Дерево (обработанная сосна/ель, ANSI O5.1) | Стандартное распределение, большинство коммунальных служб | Обычный; класс выбран в зависимости от нагрузки | Низкая стоимость; требуется проверка на гниение; срок службы 30-50 лет |
| Бетон | Прибрежные, районы с сильным ветром, высокая коррозия | Отличная прочность | Тяжелее, дороже; долгий срок службы; не подвержен гниению |
| Сталь (сужающаяся, оцинкованная) | Высокая нагрузка в городских условиях, от передачи к распределению | Высокая мощность | Прочный, длинный пролет; стоимость и вопросы заземления |
| Композит из стекловолокна (FRP) | Эстетические, прибрежные, демонстрационные проекты коммунальных служб | Достаточно для малых/средних единиц | Легкий, не проводящий, коррозионно-стойкий; высокая цена |
Деревянные столбы, безусловно, являются предпочтительным материалом, так как они недороги, проверены временем и полностью выполняют свои функции при правильной классификации и обслуживании. Бетонные и стальные столбы обычно используются, когда требования специфичны к устойчивости к ветру, коррозии или нагрузке; композитные столбы подходят только в случае конкретной необходимости в эстетике или изоляции.
Какие трансформаторы устанавливаются на столбах?
Трансформатор на электрическом столбе обычно является однофазным трансформатором, который устанавливается на столбе и представляет собой тип распределительного трансформатора, погруженного в масло.
- Типичные размеры: 5, 10, 15, 25, 37.5, 50, 75 и 100 киловольт-ампер, которые используются для подачи электроэнергии в дома, небольшие коммерческие заведения, на фермах и в жилых районах.
- Уровень напряжения: Люди обычно используют уровень напряжения 7.2 киловольта, 12.47 киловольта, 13.2 киловольта и 24.9 киловольта, который снижается до однофазного уровня напряжения 120/240 вольт.
- Трехфазное питание может использоваться для коммерческих или промышленных целей. Три трансформатора могут быть установлены на одном столбе с однофазными возможностями.
- Конструкция трансформатора: Трансформатор сконструирован таким образом, что он заполнен маслом и имеет либо гофрированный, либо простой стальной корпус, низковольтные и высоковольтные вводы, а также радиаторы, которые фиксируют трансформатор к поперечному брусу или столбу.
Покупка трансформатора на столбе означает соответствие кВА нагрузочному исследованию, первичному напряжению линии и вторичному напряжению сервиса — полная логика выбора представлена в нашем основах распределительных трансформаторов статье, которая также объясняет, как класс столба и рейтинг трансформатора взаимодействуют.
Какой вес имеют трансформаторы на столбах?
Вес является важным фактором при определении класса столба и оборудования, необходимого для установки трансформатора. Некоторые типичные веса для однофазных трансформаторов, установленных на столбах и заполненных маслом, составляют:
| Рейтинг (однофазный) | Типичный общий вес |
|---|---|
| 10 кВА | ~200-300 фунтов (90-135 кг) |
| 25 кВА | ~300-500 фунтов (135-225 кг) |
| 50 кВА | ~600-900 фунтов (270-410 кг) |
| 75 кВА | ~800-1,100 фунтов (360-500 кг) |
| 100 кВА | ~1,000-1,400 фунтов (450-635 кг) |
Точные цифры варьируются в зависимости от производителя, стиля бака и материала обмотки (медь добавляет вес) — наш справочник по весу трансформаторов на опорах перечисляет представительные веса по номиналу. Если требуется более одного трансформатора, трехфазная банка из трех трансформаторов просто умножает указанные выше веса на три. Эти веса являются весами опоры, так как трансформатор способен поддерживать свой собственный вес с помощью монтажных кронштейнов. Поэтому материал опоры и поперечины должен быть оценен соответственно. Если вы рассматриваете существующую опору, имейте в виду, что на табличке трансформатора не всегда указана общая масса опоры; однако вы можете получить эту информацию из технического паспорта производителя или у коммунальной компании, так как они регулярно хранят расчеты нагрузки на опоры для будущего использования.
Установка: Как трансформатор устанавливается на опору
Установка трансформатора на опору считается работой коммунальной службы. Поскольку эта работа связана с работой на высоте при близком расположении под напряжением проводов, только обученные бригады могут выполнять ее с использованием кранов или подъемников и в условиях как под напряжением, так и при запланированном отключении. Ниже приведен сокращенный список шагов, связанных с этим процессом:
- Проверка класса и состояния опоры: Опора должна быть в идеальном состоянии. Опора должна быть подходящей для нагрузок трансформатора; в противном случае она либо заменяется, либо сначала усиливается.
- Установка оборудования: Поперечина или кронштейн трансформатора, монтаж выреза и разрядника должны быть установлены на правильной высоте с соблюдением зазоров NESC.
- Подъем трансформатора: Трансформатор поднимается краном или лебедкой подъемника с использованием его подъемных ушек и устанавливается на кронштейн. Затем он фиксируется с помощью стопорных шайб и монтажных болтов.
- Подключение: Первичные провода подключаются к вырезу (с предохранителем), разряднику на первичной стороне и заземлению, а вторичные провода — к сервисному проводу. Все заземления соединены в соответствии с NESC.
- Тестирование и включение: Перед закрытием предохранителя трансформатора для включения проводятся испытания изоляции, проверка соотношения и тесты фазировки.
Если вы заказываете установку трансформатора коммунальной службой или подрядчиком, вы должны убедиться, что выполнена та же координация: укажите устройство, подтвердите опору и разрешите бригаде выполнять работу под напряжением. наш ассортимент трансформаторов распределения охватывает устройства, с вариантами установки на опорах и аксессуарами, перечисленными по модели.
Соображения по обслуживанию и инспекции
После установки сборка трансформатора на опоре является активом с низким уровнем обслуживания — но “низкий” не означает “никакой”. Регулярные проверки — которые отражают более широкие контрольный список обслуживания трансформаторов масштабированы для работы на опорах:
- Уровни масла и утечки должны проверяться визуально, наблюдая за баком, изоляторами и землей, зная, что низкий уровень масла из-за утечек является одной из самых частых неисправностей, которых можно избежать.
- Изоляторы и вырезы проверяются на наличие трещин/пробегов фарфора, а также проверяются номиналы и состояние предохранительной вставки.
- Проверьте молниезащитные устройства на наличие повреждений (сгоревшие устройства будут иметь оторванный заземляющий провод или изменение цвета).
- Также следует проверить состояние столбов на наличие гнилого, сгнившего дерева; повреждений от насекомых; или наклона.
- Рост деревьев и очистка растительности помогут держать деревья подальше от первичных проводов и трансформаторов, чтобы минимизировать проблемы с пробоями.
- Электрические испытания будут включать высокое испытание изоляции и испытание масла для критически важных частей оборудования, которые должны быть запланированы в соответствии с другими испытаниями с маслом.
Термографирование бака и соединений под нагрузкой обеспечивает раннее выявление слабых соединений и перегрузок, а также исследуйте трансформатор, который имеет повторяющиеся операции отключения, а не просто заменяйте предохранитель. Столб и трансформатор должны проверяться одновременно, так как они выходят из строя вместе; состояние столба в конечном итоге определяет, как долго трансформатор может безопасно работать.
Часто задаваемые вопросы
Как называется трансформатор на столбе?
Трансформатор, установленный на опоре, известен как трансформатор, установленный на столбе, или трансформатор на верхней части столба (также называемый “свинцом столба” профессионалами в этой области). Этот трансформатор является однофазным или трехфазным трансформатором с поддерживаемым маслом; он преобразует напряжение электрической распределительной линии в напряжение, используемое в домах 120/240В.
Как называются столбы, которые переносят электричество?
Опоры электросетей или электрические столбы также называются распределительными столбами или телефонными столбами; первоначальное название возникло из идеи, что эти столбы предназначены для передачи как телефонных сигналов, так и электрической энергии. Линии высоковольтной передачи используют передающие башни или передающие столбы, в то время как опоры распределяют энергию на низком напряжении.
Какой вес трансформатора на столбе?
Для однофазного трансформатора на верхней части столба его вес составляет около 200 до 1,400 фунтов (90 до 635 кг), в зависимости от его мощности: для трансформатора на 10 кВА его вес составляет около 200-300 фунтов, для 25 кВА он весит 300-500 фунтов, для 50 кВА он весит 600-900 фунтов, а для 100 кВА он весит 1,000-1,400 фунтов. Трехфазный трансформатор будет весить в три раза больше. Следовательно, столб должен быть классифицирован, чтобы выдерживать вес трансформатора вместе с нагрузкой на проводниках.
Почему на электрических столбах есть трансформаторы?
Это связано с тем, что распределительные линии переносят от 7.2 до 24.9 кВ среднего напряжения для эффективной передачи, в то время как домашнее и коммерческое использование электричества составляет 120/240В. Трансформатор на столбе понижает напряжение среднего напряжения до напряжения, необходимого на каждом объекте, что гораздо экономичнее, чем понижение напряжения на низковольтные линии на большие расстояния.
Ссылки
- ANSI O5.1 — Спецификации и классы деревянных столбов
- IEEE — Стандарты распределительных трансформаторов (серия C57.12)
- NFPA 70 — Национальный электрический кодекс (обслуживание и распределение)
- OSHA 1910.269 — Безопасность в области генерации, передачи и распределения электрической энергии
- US DOE — Стандарты эффективности распределительных трансформаторов
Заключение
Это столб, специально построенный для установки трансформатора, и он был спроектирован должным образом и намеренно, а не как временная мера. Деревянный столб ANSI O5.1, бетонный столб, стальной столб и композитный столб были изготовлены соответствующей высоты и размеров в соответствии с нормативами нагрузки NESC и требованиями по зазорам. Этот столб несет трансформатор, установленный на самом столбе, а также необходимые вырезы, разрядники и вторичную проводку. Стандартный трансформатор является надежным источником энергии; погружной масляный трансформатор, который может быть однофазным и иметь мощность от 5kVA до 100kVA или трехфазным распределительным трансформатором, в основном используемым для коммерческих целей с общим весом от сотен фунтов до тонны. Таким образом, класс и состояние столба будут определены до его установки. Когда речь идет о покупке, модернизации и обслуживании трансформатора на столбе, соблюдается соответствующий контрольный список, который: — представляет уровень kVA в соответствии с исследованием нагрузки, а также снижение напряжения линии.