Главная » Разное » Столб линии электропередач

Столб линии электропередач


5 Опоры воздушных линий электропередач 5

Опоры воздушных линий электропередач

Воздушные линии напряжением 0,4-35 кВ

Воздушные линии напряжением до 1 кВ называют линиями низкого напряжения (НН), 1 кВ и более – высокого напряжения (ВН).

Низковольтные линии представляют собой простейшие сооружения в виде одиночных столбов, заглубленных непосредственно в землю, с укрепленными на них металлическими штырями и изоляторами, к которым прикреплены провода.

В качестве опор применяют деревянные, железобетонные и реже – металлические опоры. Последние, как правило, используют на ответственных пересечениях (железные электрифицированные дороги, автострады и др.). Деревянные опоры могут быть составными на деревянных или железобетонных приставках или из цельных бревен соответствующей длины и диаметра. На линиях 6-35 кВ подвешивают три провода, а на линиях 0.4 кВ опоры допускают совместную подвеску до восьми проводов марки А (Ап) сечением 16-50 мм2.

Линии ВН 3-10 кВ принципиально не отличаются от линий НН однако благодаря большим расстояниям между фазами и между проводами и землей размеры элементов – столбов, штырей, изоляторов – увеличены.

Железобетонные опоры ЛЭП разработаны и эксплуатируются в районах с расчетной температурой воздуха до -55°С. Основным элементом таких опор являются центрифугированные железобетонные стойки. Помимо центрифугированных стоек, в состав железобетонной опоры ЛЭП могут входить опорно-анкерные плиты, ригели, анкеры для оттяжек, нижняя бетонная крышка (подпятник) и металлоконструкции в виде траверс, надставок, тросостоек, оголовников, хомутов, оттяжек, внутренних связей, узлов крепления. Крепление металлоконструкций к стойке опоры осуществляется с помощью хомутов или сквозных болтов.      Закрепление в грунте железобетонных опор производится путем установки их в цилиндрический котлован с последующим заполнением пазух песчано-гравийной смесью. Для обеспечения необходимой прочности заделки в слабых грунтах на подземной части опор ВЛ с помощью полухомутов закрепляются ригели. Главный недостаток опор из железобетона - низкие прочностновесовые характеристики, и как следствие высокие затраты при транспортировке из-за больших габаритов и массы изделий. Достоинство - высокая коррозионная стойкость к агрессивной среде.

Классификация железобетонных опор ВЛ

По назначению

  • Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках трассы ВЛ, предназначены только для поддержания проводов и тросов и не рассчитаны на нагрузки направленные вдоль линии электропередачи. Как правило общее число промежуточных опор составляют 80 — 90 % от всех опор ЛЭП.

  • Анкерные опоры применяются на прямых участках трассы ВЛ в местах перехода через инженерные сооружения или естественные преграды для ограничения анкерного пролета, а также в местах изменения числа, марок и сечений проводов линии электропередачи. Анкерная опора воспринимает нагрузку от разности тяжения проводов и тросов, направленную вдоль ЛЭП. Конструкция анкерных железобетонных опор ВЛ отличается повышенной прочностью. Это обеспечивается, в том числе, применением в опоре железобетонных стоек повышенной прочности.

  • Угловые опоры рассчитаны на эксплуатацию в местах изменения направления трассы ВЛ, воспринимают результирующую нагрузку от тяжения проводов и тросов смежных межопорных пролетов. При небольших углах поворота (15 — 30°), где нагрузки невелики, применяют угловые промежуточные опоры. При углах поворота более 30° используют угловые анкерные опоры, которые имеют более прочную конструкцию и анкерное крепление проводов.

  • Концевые опоры являются разновидностью анкерных и устанавливаются в конце и начале линии электропередачи, рассчитаны на нагрузку от одностороннего тяжения всех проводов и тросов.

  • Специальные опоры применяются для выполнения специальных задач: транспозиционные — для изменения порядка расположения проводов на опорах; переходные — для перехода линии электропередачи через инженерные сооружения или естественные преграды; ответвительные — для устройства ответвлений от магистральной линии электропередачи; противоветровые — для усиления механической прочности участка ЛЭП; перекрестные — при пересечении воздушных ЛЭП двух направлений.

По конструкции

  • Портальные железобетонные опоры ВЛ с оттяжками

  • Портальные свободностоящие опоры с внутренними связями

  • Одно-, двух-, трех- и многостоечные свободностоящие опоры

  • Одно-, двух-, трех- и многостоечные опоры с оттяжками

По количеству цепей

  • Одноцепные

  • Двухцепные

  • Многоцепные

Опоры воздушных линий в зависимости от назначения и места установки на трассе могут быть промежуточными, анкерными, угловыми, концевыми и специальными.

Промежуточные опоры (смотри рисунок ниже) служат для поддержания проводов на прямых участках линий. На промежуточных опорах провода крепят штыревыми изоляторами. Пролеты между опорами для линий напряжением до 1000В составляют 35 — 45 метров, а для линий до 10кВ — 60 метров.

 Опоры воздушных линий:

а и 6 — промежуточные, в — угловая с подкосом,

г — угловая с проволочной оттяжкой

Анкерные опоры (смотри рисунок ниже) устанавливают также на прямых участках трассы и на пересеченных с различными сооружениями. Они имеют жесткую и прочную конструкцию, поскольку в нормальных условиях воспринимают усилия от разности натяжения по проводам, направленные вдоль воздушной линии, а при обрыве проводов должны выдержать натяжение всех оставшихся проводов в анкерном пролете. Провода на анкерных опорах крепят наглухо к подвесным или штыревым изоляторам. Анкерные опоры для воздушных линий напряжением 10кВ ставят на расстоянии около 250 метров.

 Анкерная опора воздушной линии

напряжением 6 — 10кВ

Концевые опоры, являющиеся разновидностью анкерных, устанавливают в начале и конце линии. Концевые опоры должны выдерживать постоянно действующее одностороннее натяжение проводов, а угловые (смотри верхний рисунок в и г) — в местах, где меняется направление трассы воздушной линии.

К специальным относят переходные опоры, размещаемые в местах пересечений линиями электропередачи различных сооружений или препятствий (например, рек, железных дорог и т.п.). Эти опоры отличаются от других данной линии высотой или конструкцией.

Опоры изготовляют из дерева, металла, железобетона, а также выполняют составными, сопрягая деревянную стойку опоры с деревянной или железобетонной приставкой.

Для воздушных линий напряжением до 10кВ достаточно долго применяли в основном деревянные опоры, что было обусловлено простотой обработки древесины и ее дешевизной по сравнению со сталью и железобетоном. Опоры изготовляли из сосны, реже из лиственницы, ели или пихты. Диаметр в верхнем отрубе сосновых бревен для опор и основных деталей должен быть не менее 15 см для линий напряжением до 1000В и 16 см — для линий напряжением 1 — 10кВ. Основным недостатком деревянных непропитанных опор является их недолговечность. Так, срок службы сосновых опор в среднем равен 4 — 5 годам, а опор из ели или пихты 3 — 4 годам.

В настоящее время железобетонные опоры ввиду их долговечности и в целях экономии лесных ресурсов страны находят широкое применение при строительстве новых воздушных сетей.

По конструкции деревянные опоры разделяют: на одинарные; А-образные из двух стоек, расходящихся к основанию; трехногие из трех стоек, сходящихся к вершине; П-образные из двух стоек и соединительной горизонтальной траверсы вверху (поперечный брус); АП-образные из двух А-образных опор и соединительной горизонтальной траверсы.

Применяют также составные опоры, состоящие из стойки и приставки (пасынка). В этих случаях участок сопряжения стойки с приставкой должен быть не менее 1300 мм (смотри рисунок ниже).

 Сопряжение стойки деревянной опоры с приставкой:

а — железобетонной, б — деревянной;

I и 4 — нижняя часть опоры и приставки,

2 и 3 — продольная и поперечная арматуры,

5 — приставка, 6 —. проволочный бандаж

Стойки соединяют с приставками при помощи бандажей из стальной проволоки. Для промежуточных опор бандажи выполняют из десяти витков проволоки диаметром 4 мм, для анкерных, угловых и концевых опор — из восьми витков проволоки диаметром 5 мм. Проволочные бандажи закрепляют болтами, подкладывая под головку болтов и под гайки прямоугольные шайбы из полосовой стали.

Стальные опоры изготовляют из труб или профильной стали. Железобетонные опоры выпускаются заводами в виде полых стоек круглого сечения с уменьшающимся по ступеням наружным диаметром и прямоугольные также с уменьшающимся сечением к вершине опоры. На заводах также производят и железобетонные приставки круглого или прямоугольного профиля. При использовании железобетонных приставок и деревянных стоек, пропитанных антисептиком, значительно удлиняется срок службы опор.

Опоры воздушных линий электропередачи независимо от их типа могут выполняться с подкосами или оттяжками (смотри верхний рисунок виг). На всех опорах воздушных линий на высоте 2,5 — 3,0 метра от земли указывают их порядковый номер и год установки.

ПРОВОДА

Провода воздушных линий должны обладать достаточной механической прочностью.

По конструкции провода могут быть однопроволочные или многопроволочные. Однопроволочные провода состоят из одной медной или стальной проволоки и применяются исключительно для линий напряжением до 1000В.

Многопроволочные провода, изготовляемые из меди, алюминия и его сплавов, стали и биметалла, состоят из нескольких скрученных проволок. Эти провода получили широкое распространение благодаря большей механической прочности и гибкости по сравнению с однопроволочными тех же сечений.

Медные провода вследствие дефицитности и дороговизны меди на воздушных линиях не используют. Широко применяются на воздушных линиях алюминиевые многопроволочные провода марки А. Стальные провода для предохранения от атмосферных воздействий оцинковывают. Одножильные стальные провода имеют марку ПСО, многопроволочные — ПС или ПМС, если материалом провода служит медистая сталь.

Сталеалюминевые провода марок АС и АСУ (усиленные) состоят из нескольких скрученных стальных проволок, поверх которых расположены алюминиевые проволоки, и обладают значительно большей механической прочностью по сравнению с алюминиевыми.

Неизолированные алюминиевые провода изготовляют следующих сечений: 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 мм2. Сечения проводов воздушных линий определяются расчетом в зависимости от передаваемой мощности, допустимых падений напряжения, механической прочности, длины пролетов, но они должны быть не меньше указанных в следующей таблице.

Минимальные сечения проводов воздушных линий электропередачи

Материал проводов

Минимальные сечения проводо, мм2

Воздушные линии напряжением выше 1000В

Воздушные линии напряжением до 1000В

Ответвлений от воздушной линии к вводам в здания при пролетах, м

до 10

10 - 25

Медь

25

6

2,5

4

Сталь

25

25

12,5Ø4

12,5Ø4

Алюминий

35

16

6

10

Для ответвления от линии напряжением до 1000В к вводам в здание используют изолированные провода АПР или АВТ, имеющие атмосферостойкую изоляцию и несущий стальной трос. Как на опоре, так и на здании провода АВТ с помощью троса крепятся к отдельному крюку с изолятором.

На промежуточных опорах провода крепят к штыревым изоляторам зажимами или вязальной проволокой из того же материала, что и провод, который не должен в месте крепления иметь изгибов.

Способы крепления проводов зависят от места их расположения на изоляторе — на головке (головная вязка) или на шейке (боковая вязка). Основные способы крепления проводов показаны на следующем рисунке.

 Крепление проводов на штыревых изоляторах:

а — головной вязкой, б — боковой вязкой, в — с помощью зажимов,

г — заглушкой, д — петлей, е — двойным подвесом

На анкерных, угловых и концевых опорах провода воздушной линии напряжением до 1000Вкрепят закручиванием проводов так называемой заглушкой (смотри рисунок, г), а выше 1000В — петлей (смотри рисунок, д). На анкерных и угловых опорах, в местах перехода через железные дороги, проезды, трамвайные пути и на пересечениях с различными силовыми линиями и линиями связи применяют двойной подвес проводов (смотри рисунок, е).

Соединение проводов производят плашечными зажимами (смотри рисунок ниже, а), обжатым овальным соединителем (смотри рисунок ниже, б), овальным соединителем, скрученным специальным приспособлением (на рисунке, в), а также сваркой с помощью термитных патронов и специального аппарата. Однопроволочные стальные провода можно сваривать внахлестку, используя небольшие трансформаторы. В пролете между опорами не должно быть более одного соединения, а в пролетах пересечений воздушной линии с различными сооружениями соединение проводов не допускается. На опорах соединения выполняют так, чтобы они не подвергались механическим усилиям.

 Соединение проводов:

а — плашечным зажимом, 6 — обжатым овальным соединителем,

в — скрученным овальным соединителем

ИЗОЛЯТОРЫ

При креплении проводов воздушных линий к опорам применяют изоляторы и крюки, а при креплении к траверсе — изоляторы и штыри. Для воздушных линий напряжением до 1000В используют штыревые фарфоровые изоляторы ТФ и ШН (рисунок ниже, а), для ответвлений ШО (рисунок ниже, б) и стеклянные ТС.

 Изоляторы, применяемые для воздушных линий, марок:

а — ТФ и ШН, б — ШО, в — ШФ-бА и ШФ-10А, г — ШФ-10Б, д — П

Крюки и штыри для крепления изоляторов показаны на рисунке ниже. Для воздушных линий напряжением до 1000В используют крюки КН (смотри рисунок ниже, а), изготовляемые из круглой стали диаметром 12 — 18 мм, или КВ (смотри рисунок ниже, б) в зависимости от типа изолятора и штыри ШН или ШУ (смотри рисунок ниже, в).

 Детали для крепления изоляторов:

а — крюк КН-16, б — крюк КВ-22, в — стальной штырь ШН или ШУ

На воздушных линиях напряжением 6кВ применяют штыревые изоляторы ШФ-6 (смотри верхний рисунок, б) с крюками КВ-22 и штырями ШН-21, на воздушных линиях напряжением 10кВ — штыревые изоляторы ШФ-10 с крюками КВ-22 и штырями ШУ-22. Изоляторы ШФ-10 (смотри верхний рисунок, г) отличаются от ШФ-6 размерами и изготовляются каждый в трех исполнениях — А, Б и В (смотри верхний рисунок, в и г). В местах анкерных креплений используют подвесные изоляторы П (верхний рисунок, д).

Изоляторы прочно навертывают на крюки или штыри с помощью специальных полиэтиленовых колпачков или пакли, пропитанной суриком либо олифой.

Расположение изоляторов на опоре различное. Так, для воздушных линий напряжением до 1000В при четырехпроводной линии изоляторы располагают по два с каждой стороны опоры вразбежку с соблюдением расстояний между ними по вертикали не менее 400 мм, при этом нулевой провод размещают ниже фазовых проводов со стороны столба, обращенной к домам. При трехпроводной линии напряжением 6 — 10кВ два изолятора находятся с одной стороны опоры, третий — с другой. Изоляторы должны быть чистыми, без трещин, сколов и повреждений глазури.

Опоры ВЛ делятся на анкерные и промежуточные. Опо­ры этих двух основных групп различаются способом под­вески проводов. На промежуточных опорах провода подве­шиваются с помощью поддерживающих гирлянд изолято­ров. Опоры анкерного типа служат для натяжения проводов, на этих опорах провода подвешива­ются с помощью подвесных гирлянд. Расстояние между промежуточными опорами называется промежуточным про­летом или просто пролетом, а расстояние между анкерны­ми опорами — анкерным пролетом.

1. Анкерные опоры предназначены для жесткого закрепле­ния проводов в особо ответственных точках ВЛ: на пересе­чениях особо важных инженерных сооружений (например, железных дорог, ВЛ 330—500 кВ, автомобильных дорог шириной проезжей части более 15 м и т. д.), на концах ВЛ и на концах прямых ее участков. Анкерные опоры на прямых участках трассы ВЛ при подвеске проводов с обеих сторон от опоры с одинаковыми тяжениями в нормальных режимах работы ВЛ выполняют те же функции, что и про­межуточные опоры. Но анкерные опоры рассчитываются также и на восприятие значительных тяжений по проводам и тросам при обрыве части из них в примыкающем пролете. Анкерные опоры значительно сложнее и дороже промежу­точных и поэтому число их на каждой линии должно быть минимальным.

В наихудших условиях находятся концевые анкерные опоры, устанавливаемые при выходе линии с электростан­ции или на подходах к подстанции. Эти опоры испытывают одностороннее тяжение всех проводов со стороны линии, так как тяжение проводов со стороны портала подстанции незначительно.

2. Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках ВЛ для поддержания провода в анкерном пролете. Промежуточная опора дешевле и проще в изго­товлении, чем анкерная, так как благодаря одинаковому тяжению проводов по обеим сторонам она при необорван­ных проводах, т. е. в нормальном режиме, не испытывает усилий вдоль линии. Промежуточные опоры составляют не менее 80—90 % общего числа опор ВЛ.

3. Угловые опоры устанавливают в точках поворота линии.

Кроме нагрузок, воспринимаемых промежуточными прямыми опорами, на угловые опоры действуют также нагрузки от поперечных состав­ляющих тяжения проводов и тросов. Чаще всего при углах поворота линий до 20° применяют угловые опоры анкер­ного типа (см. рис. 1.). При углах поворота линии элек­тропередачи более 20° вес промежуточных угловых опор значительно возрастает.

Рис. 1. Схема анкерного пролета ВЛ и пролета пересечения с желез­ной дорогой.

4. Деревянные опоры широко применяют на ВЛ до 110кВ включительно. Разработаны деревянные опоры также и для ВЛ 220 кВ, но они не нашли широкого распространения. Достоинства этих опор — малая   стоимость (в районах, располагающих лесными ресурсами) и простота изготовления. Недостаток — подверженность древесины гниению, особенно в месте соприкосновения с почвой. Эффективное средство против гниения — пропитка специальными антисептиками.

Опоры делают в большинстве случаев составными. Нога опоры состоит из двух частей длинной (стойки) и короткой (пасынка ). Пасынок соединяют со стойкой двумя бандажами из стальной проволоки. Анкерные и промежуточные угловые опоры для ВЛ 6—10 кВ выполняются в виде А-образной конструкции.

Промежуточная опора представляет собой портал, имеющий две стойки с ветровыми связями и горизонтальную траверсу. Анкерные угловые опоры для В Л 35—110 кВ выполняются в виде пространственных А—П-образных конструкций.

5. Металлические опоры (стальные), применяемые на линиях электропередачи напряжением 35 кВ и выше, достаточно металлоемкие и требуют окраски в процессе эксплуатации для защиты от коррозии. Устанавливают металлические опоры на железобетонных фундаментах. Наиболее распространенная конструкция опоры 500 кВ — портал на оттяжках (рис.2). Для линии 750 кВ применяются как портальные опоры на оттяжках, так и V-образные опоры типа «Набла» с расщепленными оттяжками. Для использования на линиях 1150 кВ в кон­кретных условиях разработан ряд конструкций опор — пор­тальные, V-образные, с вантовой траверсой. Основным ти­пом промежуточных опор  для   линий   1150 кВ   являются V-образные опоры на оттяжках с горизонтальным распо­ложением проводов (рис.2). Линию постоянного тока напряжением 1500 (±750) кВ Экибастуз—Центр проекти­руют на металлических опорах (рис.2).

Рис.2. Металлические опоры:

а — промежуточная одноцепная на оттяжках 500 кВ; б — промежуточная V-образная 1150 кВ; в — промежуточная опора ВЛ постоянного тока 1500 кВ; г — элементы пространственных решетчатых конструкций

6. Железобетонные опоры долговечнее деревянных, требу­ют меньше металла, чем металлические, просты   в  обслуживании и поэтому широко применяются на ВЛ до 500 кВ включительно. Проведена унификация конструкций металли­ческих и железобетонных опор для ВЛ 35—500 кВ. В ре­зультате сокращено число типов и конструкций опор и их деталей. Это позволило серийно производить опоры на за­водах, что ускорило и удешевило сооружение линий.

Типы опор

Воздушные линии электропередачи. Опорные конструкции.

Опоры и фундаменты на воздушные линии электропередач напряжением 35-110 кВ имеют значительный удельный вес как в части материалоёмкости, так и в стоимостном отношении. Достаточно сказать, что стоимость смонтированных опорных конструкций на этих воздушных линиях составляет, как правило, 60-70 % полной стоимости сооружения воздушных линий электропередач. Для линий, расположенных на промышленных предприятиях и непосредственно прилегающих к ним территориях, этот процент может быть ещё выше.

Опоры воздушной линии предназначены для поддержания проводов линий на определённом расстоянии от земли, обеспечивающем безопасность людей и надёжную работу линии.

Опоры воздушных линий электропередач делятся на анкерные и промежуточные. Опоры этих двух групп различаются способом подвески проводов.

Анкерные опоры полностью воспринимают тяжение проводов и тросов в смежных с опорой пролётах, т.е. служат для натяжения проводов. На этих опорах провода подвешиваются с помощью подвесных гирлянд. Опоры анкерного типа могут быть нормальной и облегчённой конструкции. Анкерные опоры значительно сложнее и дороже промежуточных и поэтому число их на каждой линии должно быть минимальным.

Промежуточные опоры не воспринимают тяжение проводов или воспринимают его частично. На промежуточных опорах провода подвешиваются с помощью поддерживающих гирлянд изоляторов, рис. 1.

Рис. 1. Схема анкерного пролёта воздушной линии и пролёта пересечения с железной дорогой

На базе анкерных опор могут выполняться концевые и транспозиционные опоры. Промежуточные и анкерные опоры могут бытьпрямыми и угловыми.

Концевые анкерные опоры, устанавливаемые при выходе линии с электростанции или на подходах к подстанции, находятся в наихудших условиях. Эти опоры испытывают одностороннее тяжение всех проводов со стороны линии, так как тяжение со стороны портала подстанции незначительно.

Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках воздушных линий электропередач для поддержания проводов. Промежуточная опора дешевле и проще в изготовлении, чем анкерная, так как в нормальном режиме не испытывает усилий вдоль линии. Промежуточные опоры составляют не менее 80-90 % общего числа опор воздушных линий.

Угловые опоры устанавливаются в точках поворота линии. При углах поворота линии до 20о применяют угловые опоры анкерного типа. При углах поворота линии электропередачи более 20о – промежуточные угловые опоры.

На воздушных линиях электропередач применяются специальные опоры следующих типов: транспозиционные – для изменения порядка расположения проводов на опорах; ответвительные – для выполнения ответвлений от основной линии; переходные – для пересечения рек, ущелий и т.д.

Транспозицию применяют на линиях напряжением 110 кВ и выше протяжённостью более 100 км для того, чтобы сделать ёмкость и индуктивность всех трёх фаз цепи воздушных линий электропередач одинаковыми. При этом последовательно меняют на опорах взаимное расположение проводов по отношению друг к другу. Однако такое тройное перемещение проводов называют циклом транспозиции. Линия делится на три участка (шага), на которых каждый из трёх проводов занимает все три возможных положения, рис. 2.

Конструкции опор линий электропередачи

От автора

История развития опор начиналась с опор деревянных, не будем нарушать историю и для начала посмотрим конструкции деревянных опор.

Конструкции опор из дерева

Основа конструкции деревянных опор это столб – деревянный оцилиндрованный ствол дерева, пропитанный антисептиком. 

Самая простая конструкция деревянной опоры это одиночный столб, со смонтированной арматурой для крепления проводов. Устанавливается такая опора в заранее приготовленную яму, глубиной  1850 мм и рассчитана на ВЛИ или ЛЭП напряжением до 1000 Вольт. То есть, для загородного поселка или дачного, садового товариществ  конструкции таких опор вполне подойдут. Однако, если почва влажная, болотистая, торфяная, то используется другая конструкция опоры- опора сборная.

Сборная деревянная опора

Сборная опора состоит из двух частей. Нижняя часть опоры это короткий бетонный столб, называется пасынок. Верхняя часть опоры это все тот же деревянный столб, пропитанный специальным составом на глубину заболони, называется стойка. Стыкуются обе части опоры с наложением и стягиваются, как минимум, в двух местах проволокой 6- 10 мм (10-8  витков). Пасынок может быть сделан из дерева. Иногда пасынок называют стул.

Однако одиночную опору можно использовать только, как опору промежуточную, на прямых участках. Для угловых и анкерных (конечных) опор применяется другая конструкция опоры – опора с подкосом или опора с оттяжкой.

Опора с оттяжкой

Опора с оттяжкой это одиночная опора, от верхней части которой устанавливается растяжка, так, чтобы компенсировать силу натяжения проводов. Например, угловая опора, на которой стыкуются две ветки линии под углом в 135° (поворот на 45°). Оттяжка ставится с противоположенной стороны линии по линии биссектрисы угла.

Оттяжки применяются редко и скорее для экономии денег. Более надежная конструкция опоры для угловых и промежуточных опор это опора с подкосом.  Подкос это столб (с пасынком или без него), установленная под углом от 20° к основной опоре.  Длина подкоса в земле 2300-2500 мм, на конце подкоса устанавливается ригель для прочности конструкции. На самом, деле не считается угол установки подкоса. Нормируется расстояние от вертикальной опоры до подкоса по поверхности земли (4000-4200 мм).  

Для линий электропередачи напряжением 6000 и 10000 Вольт (6 и 10 кВ), применяются конструкции деревянных опор похожие на букву «Л». Конструкция этих опор, аналогична конструкциям железобетонных опор на аналогичное напряжение (о них чуть ниже). 

П-образные опоры – рамы

Промежуточные П-образные опоры применяются в ЛЭП напряжением 35-154 кВ. Они позволяют удерживать большое количество проводов и значительно увеличить длину пролета (до 28-30 метров).

Конструкция  рамы и впрямь, напоминает букву П. Вертикальные стойки рамы это сборные опоры из столба и пасынка. Соединяются стойки рамы траверсой, на которую подвешиваются провода ЛЭП.

Для увеличения прочности конструкции П-образной опоры ее усиливают перекрестными промежуточными стяжками. Называю их раскосы. Раскосы врубаются в стойки, а также скрепляются между собой в перекрестье.

Конструкции железобетонных опор

Железобетонные опоры по конструкции схожи с конструкцией деревянных опор. Вернее будет сказать, их конструкции полностью совпадает. Приведу пример конструкции железобетонной опоры для ЛЭП 6-10-16 кВ.

Эти опоры вполне можно назвать Л-образные. По конструкции это две стойки, установленные под углом 19°-20°. На одной стойке для устойчивости, устанавливается ригель, на второй стойке опорная плита. Применяются Л-образные опоры как анкерные и угловые опоры.

В завершении скажу, что конструкции и виды опор по назначению должны быть указаны в проекте ВЛИ и точно ему соответствовать.

©Elesant.ru

Другие статьи раздела: Воздушные линии электропередачи

Бетонная опора лэп

Главная » Статьи » Бетонная опора лэп

История использования опор из бетона имеет более чем полувековую историю, естественно, современные варианты очень сильно отличаются от первых изделий. Железобетонные опоры ЛЭП изготавливаются с соблюдением высочайших требований безопасности и долговечности. Можно с уверенностью утверждать, что данный вариант является самым распространенным в нашей стране, около половины всех конструкций подобного вида сделаны именно из бетона, и их популярность не уменьшается и в наши дни.

На фото — линии электропередач на железобетоне, которые можно встретить практически везде

Перечень основных достоинств и условий использования

Естественно, что популярность данного варианта не случайна и обусловлена целым рядом факторов, которые мы и рассмотрим более подробно:

Низкая цена Самая низкая стоимость производства из всех вариантов является одним из основополагающих факторов, так как элементов требуется очень много, и даже незначительная разница приводит к огромным затратам
Унификация Все изделия выпускаются по единым стандартам, и при нехватке того или иного варианта не составит труда найти такие же даже у другого производителя. Это не металлические конструкции, которые зачастую делаются по спецзаказу
Доступность Множество заводов по выпуску железобетонных изделий выпускают опоры, поэтому проблем с поиском поставщика не возникнет
Качество Технология производства отработана десятилетиями, поэтому все характеристики соответствуют требованиям нормативной и технической документации
Долговечность В отличие от металла бетон не подвержен коррозии и способен успешно противостоять агрессивным воздействиям на протяжении длительного периода времени. Срок эксплуатации составляет от 40 до 70 лет, что является еще одним подтверждением качества

У столбов из железобетона просто нет конкурентов, если дело касается стоимости

Из недостатков в первую очередь следует выделить достаточно большие затраты на транспортировку, но даже с их учетом, стоимость весьма демократична.

Совет! Для расчета оптимального варианта и конфигурации лучше обратиться к специалистам, самостоятельно сделать проект без соответствующей квалификации практически невозможно.

СНиП 2.01.07-85 регламентирует, в каких климатических зонах допускается использование опор, и каким требованиям они должны соответствовать. Бетонные элементы отлично справляются со своими функциями даже при температуре -55 градусов и способны выдержать толчки до 9 баллов.

Очень важен процесс монтажа линий, проводится он следующим образом:

  • Вначале производится транспортировка конструкций целиком или из частей к месту их установки.
  • Далее элементы выкладываются вдоль будущей линии через определенные проектной документацией промежутки.
  • Следующий этап -бурение отверстий или устройство котлованов. В местах с нестабильными почвами может понадобиться устройство монтажных плит.
  • При необходимости использования оттяжек на указанном расстоянии располагаются анкерные пластины, плиты или другие конструкции в соответствии с проектом.

Не стоит забывать! Если надо укрепление стоек ригелями, то потребуется специальная техника для забивания данных элементов.

Ригели позволяют существенно укрепить конструкцию

  • Последняя стадия – сборка (при необходимости) и подъем элементов с их последующим креплением. В зависимости от размера и массы изделий может применяться самая различная техника – от небольших устройств, совмещающих бурение и установку бетонных столбов, до большегрузных кранов.

Вид применяемой техники определяется исходя из особенностей работ

По каким признакам классифицируются конструкции данной группы

Как отмечалось выше, продукция производится по унифицированным стандартам. Но существует множество классификаций, по которым и осуществляется выбор тех или иных вариантов, именно этот фактор мы и рассмотрим в данном разделе.

В зависимости от назначения

Как известно, каждая железобетонная опора ЛЭП предназначена для выполнения тех или иных функций, естественно, отличаются и конструктивные решения:

  • Промежуточная опора – самый широко распространенный и востребованный элемент при проведении работ. Используется на всех прямых участках линий электропередач и рассчитаны лишь для удержания веса провода и троса без дополнительного воздействия горизонтальных усилий.
  • Концевой элемент используется в конце каждой линии. Основное его предназначение – компенсация усилия, которое создает одностороннее натяжение проводов и тросов.
  • Перекрестная опора используется при пересечении двух линий друг с другом. Этот элемент отличается повышенной прочностью и конструктивными особенностями в зависимости от специфики использования.
  • Для устройства ответвлений изготавливаются ответвительные опорные элементы. Их количество определяется проектом.
  • Угловой опорный элемент должен противостоять сумме боковых нагрузок, возникающих на всех поворотах. Конструкция зависит от угла поворота, чаще всего используются усиленные системы, это гарантирует прочность даже при самых высоких нагрузках.

Любой поворот линии подвергается повышенным нагрузкам, вызванным действием натяжения проводов в перпендикулярных направлениях

  • Переходные элементы используются при преодолении различных препятствий естественного происхождения. Их размер, конфигурация и другие характеристики зависят от каждого конкретного случая и определяются еще на стадии проектирования. Для установки некоторых из них может потребоваться специальная инструкция.
В зависимости от конструкции и количества цепей

Чаще всего используются следующие варианты конструкций:

  • Свободностоящая портальная опора с внутренними связями: в такой бетонной конструкции прочность достигается за счет соединения двух стоек, благодаря чему прочность системы намного выше.

Такой вариант используется для линий с большими нагрузками

  • Системы портального типа с оттяжками: в этом случае жесткость достигается за счет натяжения и фиксации положения каждого элемента.
  • Свободностоящие элементы с одной, двумя и другим количеством стоек.
  • Системы с оттяжками с различным количеством стоек (в зависимости от особенностей линии определяется в проекте).

Такой критерий, как количество цепей, достаточно прост:

Одноцепная бетонная опора ЛЭП – самый простой и бюджетный вариант

Естественно, выбор того или иного варианта и монтажные работы проводятся соответствующими организациями, своими руками сделать это практически невозможно, да и вряд ли вы получите соответствующее разрешение.

Вывод

Конечно, железобетонные опоры ЛЭП чаще всего используют организации, поэтому информация носит ознакомительный характер. Для получения более точных сведений необходимо обратиться в соответствующие органы. Видео в этой статье поможет понять некоторые нюансы еще лучше.

загрузка...

Page 2

Опоры освещения и линий электропередач применяются с тех пор, как повсеместно появилось электричество и освещение. И, если поначалу столбы для монтажа проводки изготавливались преимущественно из древесины, то в настоящее время для производства этих сооружений применяются более технологичные материалы.

Впрочем, это и неудивительно, так как металлические и железобетонные опоры, в сравнении с конструкциями, характерными для первой половины прошлого века, становятся выше, прочнее и устойчивее к существенным нагрузкам.

Железобетонные столбы линий электропередач

Рассмотрим, каковы особенности современных опор освещения и ЛЭП, а также, из чего и как они сделаны.

Особенности опор освещения и ЛЭП

Осветительные железобетонные опоры типа СКЦ10 (пример складирования готовых изделий)

Не секрет, что линии электропередачи бывают кабельными (заглубленными в грунт) и воздушными. Специальные железобетонные световые опоры нашли повсеместное применение при устройстве воздушных линий электропередач.

Установка железобетонных опор может выполняться в тех регионах, где расчетная температура воздуха не опускается ниже -55 °С. Такое ограничение обусловлено основными особенностями производственного материала. Бетон характеризуется наличием множественных микропор и, как следствие, склонностью к разрушению при критических температурных колебаниях.

Основой таких сооружений является центрифугированная или вибрированная стойка, изготовленная с применением плотных тяжёлых цементных растворов, армированных сварными металлическими конструкциями.

Важно: Особой прочностью и долговечностью характеризуются сооружения, возведённые с применением центрифугированных стоек (применяются для устройства ЛЭП 35—110 кВ).

На фото пример расположения изоляторов

Опоры ЛЭП, кроме центрифугированных и вирированных стоек, могут состоять из следующих конструкционных элементов:

  • подкосов;
  • приставок;
  • опорно-анкерных плит;
  • ригелей;
  • анкеров для фиксирования оттяжек;
  • нижней бетонной крышки (подпятника);
  • широкого спектра металлоконструкций, включая тросостойки, траверсы надставок, оголовники, хомуты, оттяжки, внутренние связи, узлы крепления.

Монтаж железобетонных опор в грунт осуществляется посредством установки сооружения в заранее пробуренный котлован цилиндрической формы с последующей засыпкой песчано-гравийной смеси в образовавшиеся пазухи.

Для того чтобы обеспечить необходимую прочность установки сооружения на слабых грунтах, подземная часть опор ВЛ укрепляется посредством ригелей, схваченных полухомутами. Для крепления навесных металлоконструкций применяются хомуты или сквозные болты.

Основные характеристики

На схеме железобетонные опоры ВЛ 10 КВ (приведены типоразмеры и особенности заглубления)

Опоры железобетонные — изготавливаются с применением высокомарочного бетона, армированного проволокой-катанкой и арматурными прутьями.

Среди основных преимуществ этих сооружений следует отметить следующие качества:

  • доступная цена, в сравнении с цельнометаллическими аналогами;
  • устойчивость к коррозии;
  • устойчивость к долговременному воздействию химических реагентов;
  • устойчивость к воздействию избыточной влажности;
  • устойчивость к температурным колебаниям.

Важно: Основным недостатком опор, изготовленных с применением армированного бетона, является невысокая прочность в соответствии с массой конструкции в целом. Кроме того, высокий вес и габариты таких изделий оборачиваются существенными тратами при проведении транспортировки.

Основные разновидности

На фото железобетонные опоры наружного освещения типа СНЦс

Помимо того, что повсеместно применяются железобетонные опоры освещения, используются столбы для линий электропередач.

Такие сооружения подразделяются она следующие категории:

  • Опоры промежуточного типа — используются при обустройстве прямых участков трассы воздушных линий.

На фото — столбы промежуточного типа

Такие сооружения не рассчитаны на нагрузку, направленную вдоль ЛЭП и применяются исключительно для монтажа проводов и фиксирующих тросов. На сегодняшний день около 80% всех ЛЭП монтируется на таких бетонных столбах.

  • Опоры анкерного типа используются при обустройстве прямых участков трассы воздушных линий для обеспечения перехода через естественные преграды или инженерные сооружения. Также эти столбы широко применяются на тех участках трассы, где необходимо изменить число, марку и сечение проводов.

На фото — анкерные столбы

Из всех категорий железобетонных столбов, анкерные железобетонные опоры отличаются повышенной прочностью.

  • Опоры угловые — устанавливаются на тех участках, где трасса изменяет свое направление. На столбы такого типа приходятся результирующие нагрузки тяжести проводов с межопорных смежных пролетов.

Если трасса характеризуется небольшим углом поворота (не более 30°), то нагрузки на опоры невелики, а потому можно применять угловые промежуточные опоры. При больших углах свыше 30° применяются анкерные угловые опоры с более прочной конструкцией и анкерным креплением проводов.

  • Концевая опора — это разновидность анкерных столбов.

Концевой железобетонный столб

Такие сооружения располагаются преимущественно в начале и конце ЛЭП. Сооружения этого типа рассчитаны на односторонние нагрузки.

  • Опоры специального назначения используются для выполнения особых задач.
Конструкционные особенности

На фото железобетонные опоры 35 КВ, установленные в каменистом грунте

В соответствии с конструкционными особенностями железобетонные опоры ВЛ подразделяются на следующие категории:

  • портальные с оттяжками;
  • портальные с внутренними связями без оттяжек;
  • одно- и многостоечные с оттяжками;
  • одно- и многостоечные без оттяжек.

Технология изготовления опор ВЛ из бетона армированного металлом

Итак, после того как мы определились с техническими и эксплуатационными характеристиками железобетонных опор, предназначенных для прокладки воздушных линий, рассмотрим технологию их изготовления на примере модификации СВ 95.

Инструкция производства поэтапная. Первый — подготовительный этап предусматривает проведение следующих работ.

Приготовление рабочей смеси:

  • Подготовка портландцемента, инертных материалов, хим. добавок и воды в соответствии с пропорциями, приведенными в проектной документации;
  • Дозирование компонентов и погрузка в бетоносмесителя;
  • Доведение смеси до однородной консистенции и выгрузка в бетоноукладчик.

Приготовление армирующих металлических конструкций:

  • Обрезка арматурных прутьев требуемого класса на отрезки нужного размера;
  • Подготовка анкерных головок;
  • Формирование контурных спиралей;
  • Формирование петель и подготовка стержня контура заземления.

Приготовление форм:

  • Очистка внутреннего объёма формы;
  • Смазка внутреннего объёма средствами, предотвращающими налипание бетона;
  • Распределение спиралей;
  • Проведение изотермического нагрева стержней;
  • Распределение нагретых стержней на предварительно выложенные упоры;
  • Продевание спирали между стержнями с последующим креплением к стержням в трех точках;
  • Распределение вкладышей по торцам формы;
  • Установка трубок и технологических петель с обязательной их фиксацией к внутренним поверхностям опалубки.

Второй этап — производственный. На этом этапе выполняется заливка рабочей смеси и формирование готового изделия.

В процессе выполняются следующие работы:

  • Транспортер бетоноукладчика устанавливается в рабочее положение и заранее подготовленная форма заполняется раствором. Заполнение формы бетоном осуществляется за счет передвижения укладчика вдоль опалубки для бетонного изделия.
  • Посредством глубинного вибратора проводится уплотнение смеси для того чтобы предупредить образование пустот.
  • Рабочие своими руками посредством правила или мастерка выравнивают поверхность уложенного материала в форме.

На третьем этапе изделие подвергается изотермической обработке.

Делается это следующим образом:

  • Поверх заполненной опалубки укладывается теплоизолирующий материал.
  • Включается система прогрева внутреннего объема опалубки. Система в автоматическом режиме контролирует параметры температуры, времени и т.д. Поэтому влияние человеческого фактора на качество изделия минимально.
  • Укрывной материал снимается.

На завершающем этапе осуществляется демонтаж формы, обрезка арматуры, проверка качества и отгрузка готового изделия на склад.

Вывод

Итак, мы рассмотрели общие сведения о том, как выполняется производство железобетонных опор. Также мы выяснили, что собой представляют эти сооружения, каковы их технические и эксплуатационные характеристики.

Остались какие-либо вопросы, требующие пояснений? Больше полезной информации вы сможете найти, посмотрев видео в этой статье.

загрузка...

masterabetona.ru

Железобетонные опоры линий электропередачи

Вступление

Железобетонные опоры линий электропередачи используются в монтаже воздушных линий электропередачи (ВЛ и ВЛИ) в населенных пунктах и на не населенной местности. Делаются железобетонные опоры на основе стандартных бетонных столбов: СВ 95-2В, СВ 95-3В, СВ110-1А, СВ 110-3,5А, СВ110-5А.

Железобетонные опоры ЛЭП – классификация по назначению

Классификация железобетонных опор по назначению, не выходит за рамки видов опор стандартизированных в ГОСТ и СНиП. Подробно читать: Виды опор по назначению, а здесь напомню кратко.

Промежуточные бетонные опоры нужны для поддержания тросов и проводов. На них не оказывается нагрузка продольного или углового натяжения. (маркировка П10-3, П10-4)

 

Анкерные бетонные опоры обеспечивают удержание проводов при их продольном тяжении. Анкерные опоры обязательно ставятся в местах пересечения ЛЭП с железными дорогами и другими естественными и инженерными преградами.

Угловые опоры ставятся на поворотах трассы ЛЭП. На малых углах (до 30°), где нагрузка от натяжения не велика и если нет смены сечения проводов, ставятся угловые промежуточные опоры (УП). При больших углах поворота (более 30°) ставятся угловые анкерные опоры (УА). На конце ЛЭП ставятся анкерные они же концевые опоры (А). Для ответвлений к абонентам, ставятся ответвительные анкерные опоры (ОА).

Стоит остановиться на маркировке опор. В предыдущем параграфе я использовал маркировку для опор 10-2. Поясню, как читать маркировку опор. Маркируются железобетонные опоры следующим образом.

  • Первые две буквы указывают назначение опоры: П (промежуточные) УП (угловые промежуточные), УА (угловые анкерные), А (анкерные-концевые), ОА (опора ответвления), УОА (угловые ответвительные анкерные).
  • Вторая цифра, означает для какой линии электропередачи, опора предназначена: цифра «10» это ЛЭП 10 кВ.
  • Третья цифра, после тире это типоразмер опоры. Цифра «1» это опора 10,5 метров, на основе столба СВ-105. Цифра «2» - опора на основе столба СВ-110. Подробные типоразмеры в таблицах внизу статьи.

Конструкции железобетонных опор

Конструкции опор из железобетона, тоже не выходят за рамки стандартных опорных конструкций.

  • Портальные опоры с оттяжками – две параллельные опоры держатся на тросах оттяжках;
  • Свободностоящие портальные опоры с поперечинами;
  • Свободностоящие опоры;
  • Опоры с оттяжками.

Применение опор должно соответствовать проектных расчетам. Для расчетов используются различные нормативные таблицы, объем которых занимает несколько томов.

Бетонные опоры по количеству удерживаемых цепей

Если ригели опоры позволяют цеплять только одну линию ЭП, она называется одноцепной (ригель с одной стороны). Если ригель с двух сторон, то опора двухцепная. Если можно навесить много линий проводов, то это многоцепная опора.

Установка бетонных опор

Расчет опор производится СНиП 2.02.01-83 и «Руководство по проектированию ЛЭП и фундаментов ЛЭП…». Расчет идет по деформации и по несущей способности.

Чтобы закрепить промежуточную опору типа П10-3(4) нужно просверлить цилиндрический котлован диаметром 35-40 см, на глубину 2000 -25000 мм. Установочный ригель на такую опору не нужен.

Анкерные угловые и анкерные ответвительные опоры, обычно монтируются с установочными ригелями. Обращу внимание, что ригеля могут ставиться на нижний край опоры и подкоса, закапываемого в землю и/или на верхний край опоры, по верху котлована. Ригеля обеспечивают дополнительную устойчивость опоры. Глубина закапывания опоры зависит от промерзания грунта. Обычно 2000-2500 мм.

Заземление бетонных опор

Благодаря конструкции стоек опоры, заземление опор делать очень удобно. В стойках СВ опор, в заводских условиях при их изготовлении, сверху и снизу стойки выводится металлическая арматура 10 мм в диаметре. Эта арматура неразрывно идет по всей длине стойки. Именно эта арматура и служит для заземления железобетонных опор.

Специально для сайта «Электрика. Сантехника» 

Таблицы всех видов бетонных опор

©Elesant.ru

Другие статьи раздела: Воздушные линии электропередачи
Социальные кнопки для Joomla

elesant.ru

Опоры ЛЭП из железобетона

Современный мир уже не представляет своего существования без использования электричества. Железобетонные столбы повсеместно используются для освещения. Широкое применение опор лэп из железобетона обуславливается сравнительной дешевизной таких конструкций. Даже высокие затраты на транспортировку столбов не способствуют снижению высокого спроса на бетонные опоры лэп. Они применяются для монтажных работ линий электропередач любого напряжения. При этом опора, изготовленная из высококачественных строительных материалов, может использоваться в течение длительного периода (около пятидесяти лет).

Назначение

Без применения железобетонных столбов не обходится строительство линий электропередач. Они устанавливаются в регионах, где температура снижается максимум до -55 градусов Цельсия. Главным элементом, используемым в таких опорах, является центрифугированные бетонные стойки.

Достоинства и недостатки

К достоинствам, свойственным бетонной опоре линий электропередач, относят дешевизну изделий, высокую степень их унификации, высокую стойкость к образованию коррозии при воздействии негативных факторов окружающей среды. Кроме того, железобетонный столб имеет высокие эксплуатационные характеристики.

Говоря о недостатках изделий из железобетона, специалисты указывают на трудности, которые возникают при перевозке, строительстве, демонтаже либо замене железобетонных стоек. При этом утилизация столбов линий электропередач требует немалых финансовых затрат. Кроме того, работники электросетевых организаций с опаской занимаются монтажом на линиях электропередач, поскольку возможен срыв электромонтеров с опорных конструкций.

Особенности установки

Специалисты начинают установку столбов линий электропередач с выкладывания деталей изделий вдоль дорожных покрытий, а затем собирают их. Собранные бетонные конструкции поднимают краном и переходят к установке в котлован цилиндрической формы.

Работники заполняют пустоты в котловане при помощи смеси из песка и гравия. Все размеры должны быть указаны в проекте. Чтобы дополнительно закрепить опору в почве, стойки необходимо зафиксировать ригелями, а также поместить их на поверхность специальных плит. Оттяжки крепятся в грунте на определенном расстоянии от столбов, которое измеряется заранее. Также следует установить плиты либо другие конструкции согласно проекту.

Классификация

По назначению
  1. Анкерная опоры — слева и анкерная опора с линейным разъединителем — справа.

    Анкерные. Такие опоры линий электропередач помогают сбалансировать вес электропроводов, закрепленных в смежных специальных пролетах и т. д.

  2. Угловые. Позволяют компенсировать нагрузки проводов. Столбы устанавливают на поворотах трасс воздушных линий.
  3. Концевые. Используются для компенсации одностороннего веса проводов в самом конце трасс и линий электропередач.
  4. Переходные. Применяются для выполнения перехода воздушных линий через различные конструкции и преграды.
  5. Транспозиционные. Помогают сменить положения тросов и электропроводов на железобетонных стойках.
  6. Ответвительные. Такие столбы необходимы для создания ответвлений.
  7. Перекрестные. Используются при пересечении воздушных линий.
По конструкции
  • свободностоящие портальные со связями;
  • портальные со специальными оттяжками;
  • свободностоящие;
  • конструкции со специальными оттяжками и стойками.
По закреплению
  • железобетонные конструкции с оттяжками;
  • опоры свободностоящие.

По количеству цепей опоры бывают одно-, двух- и многоцепными.

Маркировка и примеры

Опоры из железобетона маркируются таким образом:

  1. По первым буквам можно определить предназначение опоры: «П» означает «промежуточная». Буквы «У» и «П» используются для обозначения угловых и промежуточных конструкций, «У» и «А» — угловых и анкерных, «УОА» — угловых ответвительных анкерных, «А» — концевых анкерных. Символы «О» и «А» указывают на то, что перед вами ответвительная опора.
  2. Цифры, отмеченные на конструкциях, показывают, для какой именно линии электропередач, они предназначены. Например, цифрой «10» обозначают десять кВ ЛЭП.
  3. Еще одна цифра используется для определения типоразмера железобетонного изделия. Так, «1» указывает на то, что размеры столба составляют десять с половиной метров. Отметка «2» означает, что конструкция создана на основании столба из железобетона СВ-110.

Заключение

Системы передачи и распределения электрической энергии охватывают города, села и другие объекты, которые расположены на отдельных территориях. Кроме транспортировки электрической энергии на разные расстояния, опоры из железобетона эффективно применяются при передаче электричества с подстанций непосредственно к потребителям в городах и селах, а также для организации освещения улиц и дорожных покрытий.

kladembeton.ru

Железобетонные опоры ЛЭП

Шифр опоры Число стоек на опору Шифр стойки Высота стойки, м Высота до нижней траверсы, м Объем железобетона, м3 Масса металлоконструкций, кг
П10-1 1 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,75 0,47 18
П10-2 1 СВ105-3,5; СВ105 10,5 8,25 0,47 22
УП10-1 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 8,05 1,04 48
А10-1 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,55 1,04 50
УА10-1 3 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,55 1,56 63
ОА10-1 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,55 1,04 66
УОА10-1 3 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,15 1,56 92
П10/0,38 1 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7 0,47 71
УП10/0,38 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,2 1,04 105
А10/0,38 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,2 1,04 126
УА10/0,38 3 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,2 1,56 149
ОА10/0,38 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,2 1,04 194
П10-3 1 СВ110-3,5 11 7,6 0,45 17
П10-4 1 СВ110-3,5 11 8,1 0,45 21
УП10-2 2 СВ110-3,5 11 8,6 1,00 47
ОА10-2 2 СВ110-3,5 11 9,15 1,00 66
А10-2 2 СВ110-3,5 11 8,1 1,00 49
УА10-2 3 СВ110-3,5 11 8,1 1,50 66
УОА10-2 3 СВ110-3,5 11 7,75 1,50 89
П10-5 1 СНВ7-13 13 8,2 0,75 65
УП10-3 2 СНВ7-13 13 8,7 1,50 88
ОА10-3 2 СНВ7-13 13 8,55 1,60 129
А10-3 2 СНВ7-13 13 9,05 1,60 70
УА10-3 3 СНВ7-13 13 9,05 2,40 99
УОА10-3 3 СНВ7-13 13 8,2 2,40 135
П16,4-1 1 СВ164-12 16,4 9,7 1,42 65
УП16,4-1 1 СВ164-12 16,4 8,3 1,71 228
К16,4-1 1 СВ164-12 16,4 9,95 1,71 249
А16,4-1 1 СВ164-12 16,4 9,95 1,71 250
ПП10-1 1 СВ105-3,5; СВ105 10,5 10,85 0,87 42
ПП10-2 1 СВ105 10,5 9,85 0,47 79
ПП10-3 3 СВ105 10,5 8,2 1,41 27
ПП10-4 1 СНВ7-13 13 11 0,75 32
ПП10-5 1 СВ164-12 16,4 12,3 1,42 46
ПП10-6 1 СВ164-12 16,4 12 1,42 83
ПС10-1 1 СВ105-3,5; СВ105 10,5 6,8 0,47 14
ПС10-2 1 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,8 0,47 16
ПУП10-1 1 СВ164-12 16,4 12,35 1,59 131
ПА10-1 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 9,4 1,46 81
ПА10-2 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,5 0,94 124
ПА10-3 2 СНВ7-13 13 10 1,60 72
ПА10-4 1 СВ164-12 16,4 12,3 1,71 218
ПА10-5 2 СВ164-12 16,4 12,1 2,89 103
ПУА10-1 3 СНВ7-13 13 10 2,40 99
ПУА10-2 1 СВ164-12 16,4 12,3 1,83 311
2П10-1 1 СВ164-12 16,4 8,1 1,42 125
2ОП10-1 1 СВ164-12 16,4 8,1 1,42 125
2ОП10-2 1 СВ164-12 16,4 8,1 1,42 182
2ОП10-3 1 СВ164-12 16,4 8,1 1,42 182
2УП10-1 2 СВ164-12 16,4 8,1 2,84 123
2А10-1 1 СВ164-12 16,4 8,85 1,71 297
2К10-1 1 СВ164-12 16,4 8,85 1,71 317
П10-1Б 1 СВ110-2,5 11 8,25 0,47
УП10-1 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 8,05 1,04 48
А10-1 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,55 1,04 50
УА10-1 3 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,55 1,56 63
ОА10-1 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,55 1,04 66
УОА10-1 3 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,15 1,56 92
П10/0,38 1 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7 0,47 71
УП10/0,38 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,2 1,04 105
А10/0,38 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,2 1,04 126
УА10/0,38 3 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,2 1,56 149
ОА10/0,38 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,2 1,04 194
П10-3 1 СВ110-3,5 11 7,6 0,45 17
П10-4 1 СВ110-3,5 11 8,1 0,45 21
УП10-2 2 СВ110-3,5 11 8,6 1,00 47
ОА10-2 2 СВ110-3,5 11 9,15 1,00 66
А10-2 2 СВ110-3,5 11 8,1 1,00 49
УА10-2 3 СВ110-3,5 11 8,1 1,50 66
УОА10-2 3 СВ110-3,5 11 7,75 1,50 89
П10-5 1 СНВ7-13 13 8,2 0,75 65
УП10-3 2 СНВ7-13 13 8,7 1,50 88
ОА10-3 2 СНВ7-13 13 8,55 1,60 129
А10-3 2 СНВ7-13 13 9,05 1,60 70
УА10-3 3 СНВ7-13 13 9,05 2,40 99
УОА10-3 3 СНВ7-13 13 8,2 2,40 135
П16,4-1 1 СВ164-12 16,4 9,7 1,42 65
УП16,4-1 1 СВ164-12 16,4 8,3 1,71 228
К16,4-1 1 СВ164-12 16,4 9,95 1,71 249
А16,4-1 1 СВ164-12 16,4 9,95 1,71 250
ПП10-1 1 СВ105-3,5; СВ105 10,5 10,85 0,87 42
ПП10-2 1 СВ105 10,5 9,85 0,47 79
ПП10-3 3 СВ105 10,5 8,2 1,41 27
ПП10-4 1 СНВ7-13 13 11 0,75 32
ПП10-5 1 СВ164-12 16,4 12,3 1,42 46
ПП10-6 1 СВ164-12 16,4 12 1,42 83
ПС10-1 1 СВ105-3,5; СВ105 10,5 6,8 0,47 14
ПС10-2 1 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,8 0,47 16
ПУП10-1 1 СВ164-12 16,4 12,35 1,59 131
ПА10-1 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 9,4 1,46 81
ПА10-2 2 СВ105-3,5; СВ105 10,5 7,5 0,94 124
ПА10-3 2 СНВ7-13 13 10 1,60 72
ПА10-4 1 СВ164-12 16,4 12,3 1,71 218
ПА10-5 2 СВ164-12 16,4 12,1 2,89 103
ПУА10-1 3 СНВ7-13 13 10 2,40 99
ПУА10-2 1 СВ164-12 16,4 12,3 1,83 311
2П10-1 1 СВ164-12 16,4 8,1 1,42 125

xn----7sb8ajafee4j.xn--p1ai

Как устроены опоры ЛЭП?

Что может быть обыденнее линий электропередач? Опоры ЛЭП — одно из самых распространенных инженерных сооружений, и они все время у нас перед глазами. Однако и в этой сфере тоже есть свои технологические тонкости и даже простор для технического прогресса. Не очень заметные для нас воздушные линии электропередач обретают новый облик и новую конструкцию.

Чаще всего мы представляем себе опору ЛЭП в виде решетчатой конструкции. Лет 30 назад это был единственный вариант, да и в наши дни их продолжают строить. На место строительства привозят набор металлических уголков и шаг за шагом свинчивают из этих типовых элементов опору. Затем приезжает кран и ставит конструкцию вертикально. Такой процесс занимает довольно много времени, что сказывается на сроках прокладки линий, а сами эти опоры с унылыми решетчатыми силуэтами весьма недолговечны. Причина — слабая защита от коррозии. Технологическое несовершенство такой опоры дополняет простой бетонный фундамент. Если сделан он недобросовестно, например с применением раствора ненадлежащего качества, то спустя какое-то время бетон растрескается, в трещины попадет вода. Несколько циклов заморозки-оттаивания, и фундамент надо переделывать или серьезно ремонтировать.

Трубки вместо уголков

О том, что за альтернатива идет на смену традиционным опорам из черного металла, мы спросили представителей ПАО «Россети». «В нашей компании, которая является крупнейшим электросетевым оператором в России, — говорит специалист этой организации, — мы давно пытались найти решение проблем, связанных с решетчатыми опорами, и в конце 1990-х начали переходить на гранные опоры. Это цилиндрические стойки из гнутого профиля, фактически трубы, в поперечном сечении имеющие вид многогранника. Кроме того, мы стали применять новые методы антикоррозионной защиты, в основном метод горячего цинкования. Это электрохимический способ нанесения защитного покрытия на металл. В агрессивной среде слой цинка истончается, но несущая часть опоры остается невредимой».

Помимо большей долговечности новые опоры отличаются еще и простотой монтажа. Никаких уголков больше свинчивать не надо: трубчатые элементы будущей опоры просто вставляются друг в друга, затем соединение закрепляется. Смонтировать такую конструкцию можно в восемь-десять раз быстрее, чем собрать решетчатую. Соответствующие преобразования претерпели и фундаменты. Вместо обычного бетонного стали применять так называемые сваи-оболочки. Конструкция опускается в землю, к ней крепится ответный фланец, а на него уже ставится сама опора. Расчетный срок службы таких опор — до 70 лет, то есть примерно в два раза больше, чем у решетчатых.

Опоры электрических воздушных линий мы обычно представляем себе именно так. Однако классическая решетчатая конструкция постепенно уступает место более прогрессивным вариантам — многогранным опорам и опорам из композитных материалов.

Почему гудят провода

А провода? Они висят высоко над землей и издали похожи на толстые монолитные тросы. На самом деле высоковольтные провода свиты из проволоки. Обычный и повсеместно применяемый провод имеет стальной сердечник, который обеспечивает конструктивную прочность и находится в окружении алюминиевой проволоки, так называемых внешних повивов, через которые передается токовая нагрузка. Между сталью и алюминием проложена смазка. Она нужна для того, чтобы уменьшить трение между сталью и алюминием — материалами, имеющими разный коэффициент теплового расширения. Но поскольку алюминиевая проволока имеет круглое сечение, витки прилегают друг к другу неплотно, поверхность провода имеет выраженный рельеф. У этого недостатка есть два последствия. Во‑первых, в щели между витками проникает влага и вымывает смазку. Трение усиливается, и создаются условия для коррозии. В результате срок службы такого провода составляет не более 12 лет. Чтобы продлить срок службы, на провод порой надевают ремонтные манжеты, которые также могут стать причинами проблем (об этом чуть ниже). Кроме того, такая конструкция провода способствует созданию вблизи воздушной линии хорошо различимого гула. Происходит он из-за того, что переменное напряжение 50 Гц рождает переменное магнитное поле, которое заставляет отдельные жилы в проводе вибрировать, что влечет их соударения друг с другом, и мы слышим характерное гудение. В странах ЕС такой шум считается акустическим загрязнением, и с ним борются. Теперь такая борьба началась и у нас.

«Старые провода мы сейчас хотим заменить на провода новой конструкции, которую разрабатываем, — говорит представитель ПАО «Россети». — Это тоже сталь-алюминиевые провода, но проволока там применяется не круглого сечения, а скорее трапециевидного. Повив получается плотным, а поверхность провода гладкая, без щелей. Влага внутрь попасть почти не может, смазка не вымывается, сердечник не ржавеет, и срок службы такого провода приближается к тридцати годам. Провода схожей конструкции уже используются в таких странах, как Финляндия и Австрия. Линии с новыми проводами есть и в России — в Калужской области. Это линия «Орбита-Спутник» длиной 37 км. Причем там провода имеют не просто гладкую поверхность, но и другой сердечник. Он выполнен не из стали, а из стекловолокна. Такой провод легче, но прочнее на разрыв, чем обычный сталь-алюминиевый».

Однако самым последним конструкторским достижением в данной области можно считать провод, созданный американским концерном 3M. В этих проводах несущая способность обеспечивается только токопроводящими повивами. Там нет сердечника, но сами повивы армированы оксидом алюминия, чем достигается высокая прочность. У этого провода прекрасная несущая способность, и при стандартных опорах он за счет своей прочности и малого веса может выдерживать пролеты длиной до 700 м (стандарт 250−300 м). Кроме того, провод очень стоек к тепловым нагрузкам, что обусловливает его использование в южных штатах США и, например, в Италии. Однако у провода от 3M есть один существенный минус — слишком высокая цена.

Оригинальные «дизайнерские» опоры служат несомненным украшением ландшафта, однако вряд ли они получат широкое распространение. В приоритете у электросетевых компаний надежность передачи энергии, а не дорогостоящие «скульптуры».

Лед и струны

У воздушных линий электропередач есть свои естественные враги. Один из них — обледенение проводов. Особенно это бедствие характерно для южных районов России. При температуре около нуля капли измороси падают на провод и замерзают на нем. Происходит образование кристаллической шапки на верхней части провода. Но это только начало. Шапка под своей тяжестью постепенно проворачивает провод, подставляя замерзающей влаге другую сторону. Рано или поздно вокруг провода образуется ледяная муфта, и если вес муфты превысит 200 кг на метр, провод оборвется и кто-то останется без света. В компании «Россети» есть свое ноу-хау по борьбе со льдом. Участок линии с обледеневшими проводами отключается от линии, но подключается к источнику постоянного тока. При использовании постоянного тока омическое сопротивление провода можно практически не учитывать и пропускать токи, скажем, в два раза сильнее, чем расчетное значение для переменного тока. Провод нагревается, и лед плавится. Провода сбрасывают ненужный груз. Но если на проводах есть ремонтные муфты, то возникает дополнительное сопротивление, и вот тогда провод может и перегореть.

Другой враг — высокочастотные и низкочастотные колебания. Натянутый провод воздушной линии — это струна, которая под воздействием ветра начинает вибрировать с высокой частотой. Если эта частота совпадет с собственной частотой провода и произойдет совмещение амплитуд, провод может порваться. Чтобы справиться с данной проблемой, на линиях устанавливают специальные устройства — гасители вибрации, имеющие вид тросика с двумя грузиками. Эта конструкция, имеющая свою частоту колебаний, расстраивает амплитуды и гасит вибрацию.

С низкочастотными колебаниями связан такой вредный эффект, как «пляска проводов». Когда на линии происходит обрыв (например, из-за образовавшегося льда), возникают колебания проводов, которые идут волной дальше, через несколько пролетов. В результате могут погнуться или даже упасть пять-семь опор, составляющих анкерный пролет (расстояние между двумя опорами с жестким креплением провода). Известное средство борьбы с «пляской» — установление межфазных распорок между соседними проводами. При наличии распорки провода будут взаимно гасить свои колебания. Другой вариант — использование на линии опор из композитных материалов, в частности из стеклопластика. В отличие от металлических опор, композитная имеет свойство упругой деформации и легко «отыграет» колебания проводов, нагнувшись, а затем восстановив вертикальное положение. Такая опора может предотвратить каскадное падение целого участка линии.

На фото отчетливо видна разница между традиционным высоковольтным проводом и проводом новой конструкции. Вместо проволоки круглого сечения использована предварительно деформированная проволока, а место стального сердечника занял сердечник из композита.

Опоры-уникумы

Разумеется, существуют разного рода уникальные случаи, связанные с прокладкой воздушных линий. Например, при установке опор в обводненный грунт или в условиях вечной мерзлоты обычные сваи-оболочки для фундамента не подойдут. Тогда используются винтовые сваи, которые ввинчивают в грунт как шуруп, чтобы достичь максимально прочного основания. Особый случай — это прохождение ЛЭП широких водных преград. Там используются специальные высотные опоры, которые весят раз в десять больше обычных и имеют высоту 250−270 м. Поскольку длина пролета может составлять более двух километров, применяется особый провод с усиленным сердечником, который дополнительно поддерживается грузотросом. Так устроен, например, переход ЛЭП через Каму с длиной пролета 2250 м.

Отдельную группу опор представляют конструкции, призванные не только держать провода, но и нести в себе определенную эстетическую ценность, например опоры-скульптуры. В 2006 году компания «Россети» инициировала проект с целью разработать опоры с оригинальным дизайном. Были интересные работы, но авторы их, дизайнеры, часто не могли оценить возможность и технологичность инженерного воплощения этих конструкций. Вообще надо сказать, что опоры, в которые вложен художественный замысел, как, например, опоры-фигуры в Сочи, обычно устанавливаются не по инициативе сетевых компаний, а по заказу каких-то сторонних коммерческих или государственных организаций. Например, в США популярна опора в виде буквы M, стилизованной под логотип сети фастфуда «Макдоналдс».

Статья «Высокая энергия» опубликована в журнале «Популярная механика» (№9, Сентябрь 2015).

Смотрите также