Опоры воздушных линий
Для обеспечения электроэнергией населенных пунктов, коттеджных поселков, производственных комплексов, жилых микрорайонов применяются воздушные линии электропередач.
Основным несущим элементом ЛЭП, обеспечивающим надежность, долговечность линии, ее способность воспринимать ветровые и снеговые нагрузки являются опоры, установленные с определенным шагом.
При этом материал, высота, сечение, конструктивные особенности, а также дополнительная оснастка выбираются в зависимости от электротехнических характеристик линии, расположения опоры, грунтов и климата региона, где располагается ЛЭП.
Содержание
Классификация опор ЛЭП по назначению
Линии электропередач представляют собой опоры, к которым через изоляторы закреплены силовые провода по которым пропущен электрический ток напряжением от 0,4 до 1000 кВ.
Опоры ЛЭП предназначены для подвески проводов на определенной высоте и сохранения их постоянного уровня вне зависимости от климатических воздействий.
Они могут быть одно-, двух- и многоцепными (по количеству параллельно размещенных на траверсах цепей), свободностоящими и с оттяжками, а кроме этого классифицируются по расположению в составе сети и могут быть:
- промежуточными, предназначенными для подвески проводов на определенной отметке на прямолинейных участках сети. Такие опоры рассчитаны на восприятие только вертикальных нагрузок от веса проводов и конструкций их крепления. В воздушных линиях электропередач количество промежуточных опор доходит до 90%.
- угловыми, которые располагаются в точках поворота ЛЭП. При повороте на угол до 30° используются промежуточные угловые опоры, а при повороте более чем на 30° — угловые анкерные. Рассчитываются на несимметричное натяжение проводов соседних пролетов;
- анкерными (переходными), которые располагаются перед естественным или техногенным препятствием: оврагом, водоемом, наземным трубопроводом или другими инфраструктурным объектом. Рассчитываются на повышенные нагрузки, вызванные увеличением пролета между опорами и веса проводов;
- концевыми, расположенными в начале и конце сети у подстанций и воспринимающими одностороннюю горизонтальную нагрузку от натяжения проводов;
- транспозиционными – специального назначения, предназначенными для использования в точках ответвлений от основной воздушной линии или при смене порядка проводов. Такие опоры применяются в регионах с повышенной ветровой нагрузкой, а также в местах пересечения с другими ЛЭП.
Конструктивные решения опор воздушных линий электропередач конкретного назначения зависят также и от материала, из которого они изготавливаются.
Виды опор ЛЭП по материалу
В зависимости от высоты опоры, а также от номинального напряжения в сети, опоры ЛЭП могут изготавливаться из различных материалов:
- для устройства ЛЭП напряжением 0,4 – 10 кВ и 20 кВ могут применяться деревянные опоры, преимущественно из цельных бревен хвойных пород. Опоры такого вида значительно дешевле стальных и железобетонных, тем более, если они изготавливаются из местной древесины. Однако, деревянные столбы менее долговечны, они подвержены негативному влиянию солнечных лучей, атмосферных осадков, вредных насекомых, перепадов температур и других факторов. Снизить их влияние помогут специальные пропитки, мастики и смолы, которые повышают срок службы деревянных опор ЛЭП до 20 – 25 лет. Деревянные опоры ЛЭП чаще всего имеют А и П – образную конфигурацию;
- при прокладке линий электропередач напряжением от 10 до 1150 кВ используются опоры из стальных профилей на болтовых или сварных соединениях. Марка стали для изготовления опор принимается в зависимости от минимальной температуры воздуха. Стальные опоры могут представлять собой решетчатую пространственную конструкцию в форме усеченной пирамиды, сварной шести- или восьмигранной призмы, а также изделия из гнутого стального профиля или круглой трубы. Металлические опоры требуют регулярного ремонта защитного антикоррозийного покрытия;
- для устройства опор ЛЭП напряжением до 500 кВ во многих случаях используются железобетонные столбы длиной до 26 м, имеющие форму усеченного конуса с малым уклоном образующей ствола. В зависимости от технологии изготовления выпускаются вибрированные опоры СВ, применяемые для ЛЭП с напряжением до 35 кВ, а также центрифугированные опоры ЛЭП, используемые также для линий электропередач с напряжением более 35 кВ. При центрифугировании бетона устраняются весь воздух, сохранившийся в залитой в форму смеси. Железобетонные опоры хорошо воспринимают внешние воздействия – температурные перепады, воздействие агрессивных газов, устойчивы к коррозии. Вместе с тем, они обладают большой массой, затрудняющей их транспортировку к месту назначения и установку в проектное положение. В то же время срок службы железобетонных опор составляет от 60 до 80 лет
В большинстве случаев деревянные и железобетонные опоры линий электропередач устанавливаются в скважины Ø 650 мм и засыпаются местным грунтом с послойным уплотнением.
Стальные опоры, обладая небольшим весом, монтируются на анкерные болты, входящие в железобетонный фундамент, заглубленный в грунт. Площадь фундамента рассчитывается исходя из величины момента от ветровой нагрузки, действующей на опору.
Геометрические размеры фундаментов, глубина их заложения и конкретная привязка к местности определяется в ходе разработки проекта прокладки линии электропередач.
Маркировка опор ЛЭП
Значительное количество типоразмеров опор ЛЭП предполагает достаточно подробную маркировку, позволяющую определить конкретное назначение каждой из них. Принятая маркировка включает в себя:
Обозначение опоры | Назначение опоры | Марка опоры | Расшифровка марки |
П | Промежуточная | П, ПС | промежуточная |
ПУ, ПУС | угловая | ||
ПВС | с внутренними связями | ||
ПП | переходная | ||
К | Концевая | К, КС | концевая |
У | Анкерно-угловая | У, УС | угловая |
О | Ответвительная | О | ответвительная |
- материал опоры:
- Б — железобетонные;
- Д – деревянные;
- М – металлические многогранные (металлические решетчатые обозначения не имеют);
- номинальное напряжение ЛЭП;
- типоразмер опоры и количество на ней цепей: нечетная цифра – одноцепная, четная – двухцепная.
Примеры обозначений опор:
- ППМ110-2 — промежуточная металлическая многогранная двухцепная опора для ЛЭП 110 кВ второго типоразмера;
- ПБ110-1 – промежуточная бетонная одноцепная опора для ЛЭП 110 кВ первого типоразмера;
- КД220-1 – концевая деревянная одноцепная опора для ЛЭП 220 В первого типоразмера;
- У500-2 – угловая анкерная металлическая двухцепная опора для ЛЭП 500 кВ второго типоразмера;
- УОС10-1 – угловая анкерная ответвительная металлическая одноцепная опора для ЛЭП 10 кВ первого типоразмера.
Выбор конструкции опор производится проектной организацией на основе трассировки воздушной линии электропередач, а также анализа климатических и природных условий похождения трассы.
Достоинства и недостатки опор ЛЭП из разных материалов
Во многих случаях ЛЭП можно проложить, используя железобетонные, металлические или деревянные опоры. Поэтому важно знать достоинства и недостатки конструкций из этих материалов с тем, чтобы обосновать выбор вида опоры.
К преимуществам железобетонных опор линий воздушных электропередач можно отнести:
- долговечность конструкции, достигающую 50 – 70 лет при эксплуатации в нормальных климатических условиях;
- возможность эксплуатации при низких температурах, способность воспринимать прямые солнечные лучит, атмосферные осадки, перепады температур от -55°С до + 55°С;
- отсутствие вреда окружающей среде, экологическая чистота;
- отсутствие коррозионных процессов и соответственно необходимости регулярного возобновления антикоррозийной защиты;
- высокая механическая прочность, позволяющая воспринимать значительные горизонтальные и вертикальные нагрузки;
- демократичная стоимость изделий;
- несложный монтаж и минимальные требования по качеству установки опор;
- огнестойкость негорючих конструкций.
В то же время, железобетонные опоры обладают большим весом, что затрудняет их доставку на отдаленные строительные площадки. Однако несмотря на это, прокладка воздушных линий электропередач на железобетонных опорах оказывается во многих случаях экономически выгодной.
Монтаж большинства высоковольтных линий электропередач выполняется на металлических опорах. Востребованность конструкций такого типа объясняется следующими причинами:
- долговечностью;
- прочностью и надежностью;
- относительно небольшим весом и соответственно снижением затрат на устройство фундаментов, а также возможностью использовать при монтаже автокраны меньшей грузоподъемности;
- возможностью поставки опор на монтажную площадку отправочными марками с укрупнительной сборкой опоры по месту. Это значительно упрощает логистику и доставку металлоконструкций на трассу;
- минимальным объемом земляных работ для устройства фундамента.
С другой стороны опоры ЛЭП из металлоконструкций не свободны от недостатков, в частности:
- для сборки опор из отдельных элементов необходимы квалифицированные работники;
- при устройстве фундаментов требуется высокая точность при установке анкерных болтов;
- высокая стоимость металлоконструкций;
- необходимость периодического восстановления антикоррозийной защиты металлоконструкций.
Небольшой вес и простота доставки металлоконструкций опор ЛЭП вполне оправдывают высокую стоимость стальных конструкций.
ЛЭП с номинальным напряжением 110 и 220 кВ по-прежнему прокладываются преимущественно на деревянных опорах. Спрос на деревянные столбы объясняется:
- низкой стоимостью;
- простотой монтажа и эксплуатации;
- неприхотливость при транспортировке, складировании и монтаже;
- долговечность, достигающая 40 лет при нормальных условиях эксплуатации;
- экологическая чистота;
- несложная утилизация;
- возможность оптимальной загрузки автотранспорта.
В то же время древесина должна быть обработана антисептиками и антипиренами, причем эта обработка должна периодически повторяться.
Основным фактором, определяющим величину горизонтальных и вертикальных нагрузок на опору, а соответственно влияющим на выбор ее конструктивной схемы, а также на материал из которого она изготавливается является пролет:
Материал опор | Номинальное напряжение, кВ | Пролет, м |
Деревянные | 0,4 – 1,0 | 30 — 75 |
35 – 220 | 100 – 200 | |
Железобетонные | 35 – 110 | 250 |
220 — 500 | 300 – 400 | |
Металлические | 110 | 300 |
220 — 750 | 400 — 450 |
Конкретная величина пролетов устанавливается проектом в зависимости от величины снеговых, ветровых и гололедных нагрузок климатического района прокладки линии воздушной электропередачи.
Опоры ЛЭП для городской застройки
В условиях высокоплотной городской застройки во многих случаях используются подземные кабельные системы, а при необходимости устройства воздушных линий электропередач чаще всего применяются железобетонные опоры. Такой выбор обусловлен минимальной площадью, которую они занимают, простотой и скоростью их монтажа.
При использовании стальных решетчатых опор необходимо сначала забетонировать фундамент, дождаться достижения им достаточной прочности, выполнить укрупнительную сборку опоры и только после этого смонтировать готовую конструкцию.
Для железобетонных стоек достаточно механическим способом пробурить скважину проектной глубины и диаметра и за один подъем смонтировать опору с подъехавшего транспортного средства. После этого заполнить скважину бетоном и установить временные растяжки, фиксирующие опору до его полного твердения.
Для угловых и анкерных опор по такой же технологии устанавливаются подкосы.
Железобетонные опоры круглого сечения армируются как ненапряженной, так и предварительно напряженной арматурой и могут изготавливаться по двум технологиям:
- виброуплотнения, когда армированная и заполненная бетоном форма устанавливается на вибростол, где и производится уплотнение бетонной смеси до регламентированного состояния. Применяется для опор ЛЭП с номинальным напряжением до 35 кВ;
- центрифугирования, при котором уплотнение бетона производится за счет вращения в центрифуге армированной и заполненной бетоном формы. Изготовленные таким методом опоры используются при прокладке ЛЭП напряжением более 35 кВ.
Железобетонные опоры, изготовленные по технологии центрифугирования имеют марки СК, СЦП, СЦ, а опоры с виброуплотненным бетоном – марку СВ.
Немалым спросом пользуются многогранные опоры из низколегированной стали, предназначенные для использования в населенной и ненаселенной местности, на линиях электропередач напряжением от 10 кВ до 500 кВ. В зависимости от исполнения такие опоры могут применяться в климатических районах с температурой до -65°С, а также с различной ветровой и гололедной нагрузкой.
Промежуточные и анкерные многогранные опоры высотой до 102 м имеют в горизонтальном сечении форму правильного многоугольника, а в вертикальном – пустотелой усеченной пирамиды.
У нас в наличии имеются опоры следующих видов: СВ 110-5, СВ 95-2 и СВ 95-3, СВ 164-12 и другие. Любые вопросы по ассортименту или по статье направляйте любым удобным Вам способом (см. раздел «Контакты»).
Опоры ЛЭП — основа воздушных линий электропередачи
С полным перечнем опор ВЛ, представленных на нашем сайте, можно ознакомиться на вкладках, представленных ниже. Выберите сначала материал, из которого изготовлена опора, а затем номинал напряжения линии. После этого перейдите на страницу с перечнем опор ВЛ. Обратите внимание, что список опор постоянно обновляется.
- ВЛ-0,4кВ
- ВЛ-6,10кВ
- ВЛ-35кВ
- ВЛ-110кВ
- ВЛ-220кВ
- ВЛ-0,4кВ
- ВЛ-6,10кВ
- ВЛ-35кВ
- ВЛ-110кВ
- ВЛ-220кВ
- ВЛ-330кВ
- ВЛ-6,10кВ
- ВЛ-35кВ
- ВЛ-110кВ
- ВЛ-220кВ
- ВЛ-330кВ
Опоры линий электропередачи являются, пожалуй, одним из самых сложных элементов ЛЭП. При проектировании и строительстве этих сооружений необходимо принимать во внимание как климатические, так и грунтовые характеристики местности. В настоящее время производители опор стремятся к удешевлению производства и повышению прочностных характеристик изделий.
В виду этого разрабатываются различные конструкции, позволяющие снизить нагрузки на фундамент и обеспечить устойчивую эксплуатацию в различных режимах работы.
На нашем сайте Вы можете ознакомиться как со старыми, так и с новыми разработками российских инженеров.
Классификация по назначению
Каждая марка опор предназначен для выполнения своей конкретной функции. Именно поэтому конструкции делят на основные типы в зависимости от назначения:
- промежуточные опоры — самый распространенный тип опор, рассчитаны на вертикальные нагрузки от веса проводов, устанавливаются только на прямых участках линии;
- анкерные опоры — также устанавливаются на прямых участках трассы, однако провода на них крепятся анкерно. Таким образом опоры рассчитаны на продольные нагрузки от тяжения проводов;
- угловые опоры — устанавливаются на углах трассы. Крепление проводов на них также в большинстве случаев анкерное, однако бывают исключения в виде промежуточных угловых опор;
- концевые опоры — монтируются обычно перед подстанциями. Нагрузки воздействуют на них, в основном, с одной стороны линии;
- транспозиционные — предназначены для выполнения транспозиции проводов ВЛ;
- ответвительные — устанавливаются в местах ответвлений линии на смежное направление;
- переходные — для обеспечения габарита над инженерным сооружением или естественной преградой.
Классификация по материалам изготовления
Конструкции устанавливаются в различных климатических, геосейсмических условиях. При этом стоит обратить внимание, что многие типы опор предназначены для эксплуатации в условиях городской застройки. Таким образом в каждом из случаев требуется использовать подходящий материал для изготовления стоек.
Деревянные опоры
Деревянные опоры ЛЭП широко распространены в условиях сельской местности, однако не стоит забывать, что соответствующие деревянные конструкции также применяются и на линиях вплоть до 220кВ.
Конструкции из дерева применяются чаще всего на линиях низшего напряжения, при этом они имеют ряд преимуществ:
- относительная долговечность (до 50 лет при соответствующей пропитке);
- небольшой вес;
- простота строительства и транспортировки;
- невысокая стоимость.
Железобетонные опоры
Железобетонные опоры устанавливаются на линиях напряжением менее 500 кВ. В основном это промежуточные опоры, не воспринимающие на себя нагрузку от тяжения проводов и тросов. В случае использования железобетонных стоек в качестве анкерных опор, их укрепляют укосами или оттяжками.
ЖБ опоры производятся из предварительно напряженного железобетона и имеют ряд преимуществ:
- несложные конструктивные особенности;
- не требуют сложной дополнительной сборки;
- не подвержены гниению, как деревянные опоры;
- в некоторых случаях возможна установка непосредственно в грунт;
- относительно несложное строительство линии.
Стальные опоры
Стальные опоры на линиях 0,4-10 кВ ставятся крайне редко. Их прерогатива это линии среднего напряжения и выше. Опоры из металла в основном используются в качестве анкерных, однако при напряжении сети более 110 кВ применяются и промежуточные стальные опоры.
Конструкции могут быть изготовлены как из профиля и уголков, так и методом проката, так как в освещении зачастую используются металлические опоры на основе труб.
Среди преимуществ опор такого типа можно отметить их износостойкость и долговечность, а также возможность изготовления очень высоких конструкция для обеспечения безопасного перехода через инженерные сооружения и естественные преграды.
Необходимость доступа к типовым проектам
При проектировании линий электропередачи инженерами выполняются сложные расчеты и подробные чертежи. Для облегчения труда проектировщикам, трудящимся в этом направлении, разрабатываются типовые проекты и серии. В них содержатся чертежи, расчеты и сведения об элементах линии с той целью, чтобы исключить повторное проведение работ по их разработке.
У нас Вы можете найти сведения, которые сложно достать в других местах. Мы стараемся своевременно и оперативно обновлять информацию на сайте.
Типовые проекты представлены для каждого из типов опор. В результате Вы будете уверены в своем выборе, так как ознакомитесь со всей необходимой документацией.
Типы опор воздушных линий — что такое опора ЛЭП, её назначение, основные типы, из чего состоит и какие марки бывают
Основой сложной разветвленной энергетической системы страны является сеть воздушных линий электропередач, подстанций. При передаче электроэнергии по не изолированным проводам требуется обеспечить определенное расстояние от сторонних объектов, а также расстояние между самими проводами во избежание замыканий.
Поэтому одним из основных элементов линий электропередач являются опоры, поддерживающие провода на установленной высоте от земли, транспортных потоков, наземных объектов, людей, животных. Провода на столбах закрепляются в определенном порядке.
Расстояние между линиями должно исключить случайный контакт и замыкание при любых погодных условиях и ветрах.
Энергетическая инфраструктура возводится при строительстве как гигантских промышленных объектов, так и малоэтажной жилой застройки.
Чем больше протяженность воздушных линий, тем больше требуется поддерживающих провода конструкций для передачи энергии на такое расстояние.
При проектировании линейных объектов необходимо учитывать климатические условия, особенности грунтов и рельефа местности.
Основные типы опор и их конструкции
Опорные конструкции ЛЭП различаются материалом, конструкцией (формой), способом установки (крепления на грунте), назначением.
Основная классификация опор ЛЭП, как правило, проводится по характеру воспринимаемых нагрузок, а проще говоря, по способу подвески проводов. Анкерные воспринимают натяжение проводов, которые крепятся в натяжных зажимах.
Горизонтальные натяжные гирлянды являются продолжением провода, передают его натяжение на основу.
Промежуточные опоры воспринимают вертикальную нагрузку веса проводов, которые закрепляются в поддерживающих зажимах, а также горизонтальные ветровые нагрузки, но не продольные нагрузки от тяжения проводов.
Промежуточные столбы составляют более 80% от общего числа всех опорных элементов ЛЭП. Они устанавливаются на прямых участках трасс или на участках поворота трассы с углом не более 20-30 градусов. Провода на них закреплены в вертикальных поддерживающих гирляндах или проволочной вязкой на штыревых изоляторах.
Опора анкерная устанавливается в местах изгиба трасс, при необходимости изменения характеристик проводов (сечения, марки), их количества, а также по требованиям ПУЭ и строительных норм и правил при пересечении линией электропередач с отдельными объектами инфраструктуры.
Таким образом, обычная линия электропередач состоит из основных анкерных стоек, устанавливаемых:
- с определенным шагом на прямых участках трасс,
- при изменении рельефа местности (пересечение водных объектов, холмы, овраги)
- в местах изменения направления трассы,
- при разветвлении линии, соединении проводов различных характеристик,
а также поддерживающих промежуточных столбов равномерно распределенных между анкерными конструкциями.
Промежуточные
Основная функция промежуточных подпорок это поддержание проводов между основными несущими конструкциями на заданной высоте. Конструкция таких столбов может быть более легкой. Однако при проектировании закладывается определенный запас прочности на случай обрыва проводов, когда промежуточная подпорка должна будет временно принять нагрузку тяжения проводов.
Виды промежуточных опор
Промежуточные электроопоры делят на прямые, устанавливаемые на прямых участках, и угловые, применяемые при повороте трассы до 20 градусов.
Промежуточные стойки применяются на всех ЛЭП от высоковольтных, многоканальных до местных линий небольшого напряжения из нескольких проводов малого сечения. Их изготавливают из дерева, железобетона, металлоконструкций, композитных материалов.
Конструктивно промежуточная опора может быть свободностоящей или фиксироваться оттяжками. Сами оттяжки в свою очередь могут требовать специальных условий крепления к грунту, например, заливки фундамента. Свободностоящие опоры применяются при малой нагрузке.
Деревянные столбы в зависимости от проектной нагрузки бывают одностоечными («свечками») или двухстоечными (П-образными). Также промежуточные стойки по конструкции могут быть А-образными, АП-образными, треногами и других форм.
Опора анкерная
Анкерные стойки иначе называют переходными, поскольку они применяются:
- в местах поворота линии
- при изменении рельефа местности (перепад высот, прохождение водных преград)
- при пересечении дорог общего пользования, железнодорожных линий
- при необходимости соединения проводов разных характеристик
- в случае разного натяжения линий с двух сторон.
Для обеспечения повышенной устойчивости к нагрузкам большинство анкерных стоек изготавливаются из металлоконструкций со сварными или болтовыми соединениями. Сталь специальных марок обрабатывается антикоррозийной защитой.
Расстояние между анкерными конструкциями составляет от 800 до 1500 метров. На анкерованном участке размещаются промежуточные столбы. А при переходе высоковольтной линией оврагов или рек образуется так называемый анкерованный пролет, то есть участок между двумя анкерными конструкциями, на котором отсутствуют другие стойки.
По целевому назначению электроопоры анкерного типа делятся на концевые, угловые, ответвительные, перекрестные, переходные, транспозиционные.
Концевая опора
Эти стойки начинают или завершают линию электропередач, они соединяются с подстанцией, а не со следующей опорой в цепочке. Концевая стойка испытывает продольное натяжение проводов только с одной стороны.
Этим обусловлена её конструкция и особенности крепления (установки). Эту особенность следует учитывать при проектировании фундаментов и оттяжек стойки в сторону, противоположную тяжению проводов.
В остальном визуально и конструктивно концевая анкерная опора не отличается от других анкерных элементов ВЛ.
Транспозиционные
Транспозиция проводов – это изменение расположения фаз, порядка проводов в составе высоковольтной линии. Транспозиционные опоры также применяют в местах пересечения двух и более линий электропередач. Потребность в изменении расположения проводов и фаз на самой конструкции обуславливает сочетание разных видов крепления проводов (по анкерному и по поддерживающему типу).
Сложная конструкция считается минусом транспозиционных стоек, поскольку усложняет ремонт и обслуживание. Также изготовление и монтаж нетиповой конструкции удорожает строительство. При проектировании высоковольтных сетей следует уменьшать количество транспозиционных электроопор за счет оптимальной компоновки, взаимного расположения элементов сети.
Угловые
В точках поворота высоковольтных линий устанавливаются угловые опоры ВЛ. В качестве угловой может использоваться как промежуточная стойка, так и мощная анкерная конструкция. Если угол поворота не превышает 20 градусов, допускается установка промежуточных столбов.
При более остром угле поворота ВЛ применяются анкерные стойки, способные выдержать постоянное натяжение проводов смежных пролетов, кроме того может требоваться компенсация однонаправленного тяжения за счет дополнительных крепежных элементов.
Иногда сама оттяжка требует заливки фундамента для надежного крепления.
Ответвительные
Ответвительные опоры устанавливаются в местах, где от основной линии отходит отвод для подключения потребителя, расположенного на удалении от линии электропередач.
Но также ответвление может вести к другим объектам электросетевого хозяйства, в частности к тупиковым подстанциям.
В качестве ответвительной может выступать как промежуточная, так и анкерная опора, в зависимости от характеристик проводов основной проходящей линии и ответвления. Иное название ответвительной стойки — отпаечная опора.
Если расстояние между ответвительной электроопорой и зданием потребителя превышает 10 метров, для поддержания проводов отвода может применяться подставная опора или даже несколько.
Переходная опора
Линии электропередач тянутся через различные природные зоны, в самых сложных с точки зрения рельефа местностях. Для того чтобы сократить протяженность трассы, не огибать природное препятствие, применяются переходные электроопоры.
Назначение этих стоек – обеспечить надежность сетей, перекинутых через холмы, возвышенности, овраги, ущелья, русла рек, водоемы. Кроме того, переходные опорные конструкции позволяют высоковольтным линиям безопасно «перешагивать» объекты инфраструктуры.
Из-за перепада высот, увеличенного в силу рельефа расстояния между анкерами, разницы грунтов, в которые монтируются две основы одного пролета, проектированию и расчету нагрузок на переходные опоры уделяется особое внимание.
Одностоечные конструкции опоры ВЛ
Что такое опора ЛЭП? Это любая вертикальная конструкция, обеспечивающая размещение проводов на определенной высоте для безопасной передачи электроэнергии на большие расстояния. Наиболее простой является одностоечная опора. Первоначально их изготавливали только из дерева.
Из чего состоит опора? Основным элементом электроопоры является стойка. Современные стойки могут быть сделаны из ствола дерева, железобетона, металлических конструкций. Металлическая решетчатая стойка также называется стволом опоры.
Железобетонная одностоечная опора представляет собой прямоугольный в сечении железобетонный брус с закрепленными в верхней части траверсами, тросостойками, ригелями, а также с заземляющим спуском.
При установке нижний конец стойки заделывается в грунт или бетонируемый фундамент.
Одностоечная опора чаще используется как промежуточная, но может быть и угловой, ответвительной (обычно с подкосом или А-образные).
В зависимости от материала, конструкции и веса одностоечные электроопоры могут устанавливаться крановыми машинами или вертолетами методом вывешивания в вертикальное положение и установки в котлован или фундамент.
При большом весе объекта или недостаточности высоты стрелы крана может применяться метод подъема конструкции в сборе из горизонтального положения. Для металлических элементов большой высоты может применяться метод наращивания.
Но этот метод подойдет лишь для свободно стоящих столбов.
Классификация по материалам опор ЛЭП
Основные материалы, применяемые при изготовлении стоек линий электропередач – это дерево, металлические конструкции, железобетон.
Деревянные
Самые первые столбы ЛЭП, конечно, были деревянными. Для их изготовления чаще всего применяли стволы деревьев лиственных пород (сосна, ель, лиственница), которые за счет большого количества смолы лучше защищены от воздействия влаги. Сейчас при изготовлении деревянных столбов дерево обрабатывают антисептиками, маслянистыми веществами.
Поскольку дерево со временем высыхает, это может приводить к разбалтыванию крепежных элементов. Поэтому древесина предварительно подвергается сушке, после чего проводится обработка для предотвращения гниения, размножения грибков и других микроорганизмов, а также антипаразитарная обработка от насекомых.
Деревянные столбы имеют ряд плюсов:
- низкая стоимость
- легкий вес, упрощающий транспортировку и установку
- диэлектрические свойства
- высокое сопротивление гололедным и ветровым нагрузкам
- устойчивость к изгибающим нагрузкам
в случае падения достаточно легкая деревянная опора может удержаться на проводах и не увлечь за собой весь анкерный пролет, тем самым не допустив аварийное отключение потребителей.
Для линий низкого напряжения с малым количеством потребителей, на равнинных местностях деревянные опоры могут обеспечить достаточно быструю и экономичную прокладку трассы. Это позволяет электрифицировать малые населенные пункты, расположенные на удалении от основных высоковольтных линий.
Однако деревянные стойки имеют следующие недостатки:
- со временем пропиточный состав вымывается из древесины
- нарушение технологии сушки или прописки может значительно снизить срок службы опоры
- вероятность возгорания древесины при замыкании, пробое изолятора, ударе молнии
- химические вещества, применяемые для прописки опор, под воздействием температуры оказывают коррозирующее влияние на линейную арматуру.
Железобетонные
Стойки ЛЭП из бетона, армированного стальными элементами, дешевле, чем металлические конструкции. Кроме того, они обладают значительно большей прочностью по сравнению со стойками из дерева. Поэтому железобетонные столбы широко применяются при возведении линий электропередач.
Промышленное производство изделий из бетона позволяет стандартизировать размеры столбов. Также стальная арматура, размещаемая внутри бетонного изделия, защищена от коррозии, что вместе с низкой химической валентностью бетона делает конструкцию долговечной.
Для того чтобы минимизировать повреждение бетона в результате попадания в смесь пузырьков воздуха, железобетонные стойки прямоугольного сечения изготавливают методом вибрирования, уплотнения бетона в формах, а стойки круглого сечения – методом центрифугирования. При центрифугировании воздух, другие посторонние вкрапления под действием центробежной силы удаляются из изделия.
Недостатком бетонных столбов является большая масса (в 3 раза тяжелее деревянных), которая усложняет процесс доставки и установки. Бетонные столбы имеют более низкую стоимость, однако на то же расстояние их требуется больше, чем металлических стоек.
Важным плюсом этого вида электроопор является морозостойкость бетона, то есть способность выдерживать многократно повторяющиеся замораживание и оттаивание без трещин и разрушения.
Требования к морозостойкости бетонных столбов высоковольтных линий определяет в частности ГОСТ 22687.1-85 «Стойки конические железобетонные центрифугированные для опор высоковольтных линий электропередачи.
Конструкция и размеры».
ООО «РЕГИОНМЕТАЛЛКОМПЛЕКТ» производит железобетонные стойки для ЛЭП. Морозостойкость изделий F150-200, F200. Приобрести цельные или сборные стойки СК-22, СК-26, а также другие железобетонные изделия ООО «РМК» для электросетевого строительства, в том числе морозостойкие железобетонные ригели, можно в каталоге.
Стальные
Металлические опоры ВЛ производят из высокопрочных стальных сплавов.
Главной уязвимостью металлов является подверженность коррозии, то есть процессу окисления, в результате чего конструкция утрачивает заданные характеристики по прочности и надежности. Для предотвращения или замедления процесса окисления металла его покрывают слоем менее подверженного реакциям окисления вещества в процессе оцинковки, лужения, хромирования, воронения или окраски.
Элементы металлической конструкции опоры соединяют воедино болтовым или сварным соединением. Как места соединения с помощью болтов и гаек, так и сварные швы, где образуется окалина, особо подвержены ржавению. Металлические опоры ЛЭП или отдельные их элементы окрашиваются противокоррозийными составами.
По своей конструкции стальные стойки делятся на многогранные и решетчатые, открытого и закрытого профиля. Форма опоры может быть одностоечной, двустоечной (П-образной), иногда даже трехстоечной. Из металлических элементов создаются опоры этажерочного типа.
ООО «РМК» также продает металлические стойки для высоковольтных линий электропередач. Во всем вопросам приобретения стальных конструкций обращайтесь к нашей команде https://rmk67.ru/company/staff/.
Маркировка опор ЛЭП
Марка опор состоит из набора букв и цифр.
Буквенную часть маркировки несложно расшифровать после изучения приведенной выше классификации стоек линий электропередач. У анкерных опор в маркировке будет буква А, у промежуточных – П или ПС, угловых – У или УС, у концевых опор – К или КС. Бетонные столбы содержат в названии букву Б, деревянные – Д, металлические – М, композитные — К.
- Сочетание этих обозначений дает, например, маркировку ПУ (ПУС) – промежуточная угловая стойка.
- В каталоге продукции ООО «РМК» исходя из формы и способа производства железобетонных элементов применяются обозначения СК — стойка коническая, СВ — стойка вибрированная, а также СЦП – стойка цилиндрическая полая.
- Первая цифра в марке обозначает напряжение ВЛ, а цифра после дефиса – число цепей: нечетными и четными цифрами обозначаются соответственно одноцепные и двухцепные опоры.
- Кроме буквенного обозначения характеристик стойки, в маркировке кодируются конструктивные особенности других элементов электроопоры, например, Т – наличие тросостойки.
Виды и конструкция опор ЛЭП
Опоры воздушных линий электропередач являются неотъемлемой частью энергетических систем, в которых испытывают потребность все виды гражданских, военных, а также промышленных объектов.
В комплексе жилого малоэтажного и многоэтажного строительства, при возведении промышленных объектов планируется и возводится инфраструктура, которая включает в себя линии электропередач, подстанции и опоры.
От выбора типа и вида опор зависит долговечность конструкции ЛЭП, ее прочность, устойчивость к целому ряду внешних механических и природных факторов.
Надежные опоры в свою очередь гарантируют безаварийную подачу электроэнергии к объектам инфраструктуры, исключая перебои и возникновение внештатных, аварийных ситуаций. Современные унифицированные опоры позволяют сооружать в короткие сроки надежные воздушные линии электропередач в различных климатических поясах, на грунтах различной несущей способности.
Разновидности и назначение опор ЛЭП
Все существующие виды конструкционных изделий, которые служат в качестве опор, выполняют функцию поддержания проводов воздушных линий электропередач. В зависимости от напряжения линии различают опоры, рассчитанные на 220В, а также 0.4, 6, 10, 35, 110, 150, 220, 330, 400, 500, 750 и 1150 кВ. При этом воздушные линии делятся на три категории:
- от 0,4 до 10 кВ;
- от 35 до 110 кВ;
- от 220 до 330 кВ.
Расстояние между опорными элементами конструкции ЛЭП называется пролетом. Чем выше рабочее напряжение высоковольтной линии, тем длиннее ее траверсы, больше габариты и вес конструкции.
При этом конструкции опорных стоек должны обеспечивать возможность установки:
- кабельных концевых муфт;
- защитных выключателей и аппаратов;
- щитков и шкафов с целью подключения отдельных электроприемников;
- коммутационных и секционирующих аппаратов;
- светильников уличного освещения любой конструкции.
По способу крепления различают опоры, которые могут устанавливаться непосредственно на грунт, а также элементы, для монтажа которых необходимо сооружение специального фундамента. Последние разделяются на классические и узкобазовые.
В обычном виде ширина базы крепления имеет площадь более 4 м2, предусматривая рамные, каркасные или заливные фундаменты. К категории узкобазовых относят все основания, площадь которых составляет менее 4 м2.
Часто такие крепления предусматривают установку железобетонной или винтовой сваи, стальной трубы и используются на местности с дефицитом пространства.
В зависимости от вида крепления опоры можно дифференцировать на прямостоячие и конструкции с оттяжками. Последние являются наиболее устойчивыми и прочными, требуя при этом дополнительных работ по монтажу оттяжек и их креплению, каждая из которых должна иметь свой отдельно сформированный фундамент.
Металлические, железобетонные, деревянные и композитные опоры – достоинства и недостатки
В зависимости от используемого материала различают опоры выполненные из:
- дерева;
- железобетона;
- стали.
В настоящее время также встречаются опоры композитного типа, которые включают в себя элементы из различных материалов. К примеру, железобетон может компоноваться металлическими наконечниками, ребрами, стойками, для формирования необходимой конфигурации и размера.
Каждый вид опорных элементов обладает набором индивидуальных характеристик, которые необходимо учитывать при проектировании и установке на местности.
Железобетонные опоры изготавливают из бетона, который для усиления прочности армируется металлом. С целью повышения надежности для линий от 35 до 110 кВ при изготовлении находит применение технология центрифугирования, с помощью которой бетонная смесь максимально уплотняется с устранением воздушных прослоек снижающих прочность.
В процессе производства раствор разливается по специальным металлоформам, внутри которых располагается созданный заранее армированный каркас из поперечных и продольных стержней. Железобетонные изделия являются устойчивыми к внешним воздействиям и появлению коррозии.
Химическая инертность бетона не позволяет ему вступать в действие с химическими элементами, допуская эксплуатацию в условиях агрессивных сред и реагентов, которыми может быть насыщен воздух. Одним из главных недостатков таких опор является их высокая масса, которая затрудняет доставку, выдвигает требования к процессу проведения монтажных работ и качеству подготовленного основания.
При этом железобетон отличается высокой степенью долговечности, которая гарантирует безаварийную работу опор в течение длительного срока службы, который составляет не менее 60 – 80 лет.
Деревянные опоры для ЛЭП изготавливаются из цельных бревен. Чаще всего их использование актуально для низковольтных воздушных линий с напряжением 220 или 380 В. В качестве материала, используемого при производстве опор, преимущественно задействуются хвойные породы древесины, реже лиственные.
Одним из главных достоинств применения деревянных элементов крепления проводов является доступная стоимость. при наличии местных сортов древесины это позволяет создать существенную экономию при сооружении и прокладке электролиний. При этом такие опоры уступают в долговечности металлическим, железобетонным и композитным изделиям.
В процессе эксплуатации древесина разрушается под воздействием солнечных лучей, влаги, паразитного влияния насекомых, вследствие сезонного перепада температур и прочих естественных факторов. С целью повышения срока службы деревянные бревна обрабатываются специальными составами.
Мастики и смолы позволяют продлить долговечность изделий до 20 – 25 лет в наиболее благоприятных условиях. Деревянные опоры используются для сооружения А- и П-образных конструкций.
Металлические опорные изделия для линий электропередач изготавливают и стальных сплавов установленных марок. Отдельные компоненты конструкции, представляющие несущие элементы и ребра жесткости в виде балок и уголков соединяют между собой воедино.
Дл этой цели используют сварное жесткое соединение, которое обеспечивает соединение поверхностей на молекулярном уровне или сборно-разборное соединение при помощи болтов и гаек. С целью недопущения снижения прочности металлических опор по причине коррозии часто задействуется оцинкованный стальной прокат.
Некоторые конструкции окрашивают специальными защитными составами. В зависимости от особенности конструкции различают следующие виды стальных опор:
- решетчатые;
- многогранные.
Помимо этого разделяют конструкции опор из закрытого и открытого профиля. К первым относятся шести- и восьмигранники, ко вторым треугольники и изделия квадратного сечения. Также нередко в качестве основы для сооружения стальных опор для ЛЭП находят применение трубы.
Композитные типы опорных элементов – новый вид конструкций, которые вкачают в себя отдельные узлы, выполненные из различных материалов.
Маркировка и обозначение
Для обозначения опор линий электропередач используется буквенная маркировка, которая позволяет присвоить каждой конструкции отдельное наименование: Для стальных, композитных и железобетонных видов опор, рассчитанных на прокладку воздушных линий с рабочим значением напряжения от 35 до 330 кВ, приняты следующие обозначения:
- «А» — анкерные изделия;
- «УС», «У» и «АУ» — обозначение изделий анкерно-углового типа;
- «ПС» и «П» — промежуточные конструкции;
- «ПУС» и «ПУ» — угловые промежуточные элементы;
- «ПВС» — промежуточные опоры с внутренними связями;
- «Б» — изделия из железобетона (за исключением опор рассчитанных на 500 кВ);
- «КС» и «К» — изделия концевого типа;
- «ПК» — композитные промежуточные опорные конструкции;
- «ПП» — переходные промежуточные изделия.
Цифровой индекс, который приводится после буквенного обозначения, отражает класс напряжения. Наличие буквенного указателя с литерой «т» указывает на наличие тросостойки с 2-мя тросами.
Если приводится буква «п», то изделие предусматривает изменение взаимного расположения проводников в конструкции опоры.
В большинстве изделий для реализации этой цели провода переносятся на соседний ярус, где формируется необходимая последовательность.
Цифра, которая указывается через дефис определяет число цепей: если значение нечётное, то линия позиционируется как одноцепная, четное принадлежит многоцепным конструкциям.
Помимо этого цифра может указывать на тип исполнения изделия. Дополнительно в некоторых элементах моет указываться цифровое значение со знаком «+», которое отражает высоту приставки к базовой опоре.
Данная величина применима исключительно к опорам, выполненным из стали.
Классификация опор по функциональному назначению
По конструктивному исполнению и своему технологическому назначению опоры ЛЭП разделяются на следующие типы:
- промежуточные – наиболее популярный и массово востребованный вид изделий, который предназначен для поддержания проводников на проектной высоте. При конструировании и строительстве высоковольтных линий промежуточные опорные элементы составляют 80 – 90% от общего числа используемых изделий. При этом промежуточные опоры предназначены исключительно для поддержания проводов и не несут нагрузки от натяжения проводов. Величина допустимой нагрузки зависит от модели опорных элементов, которые принимаются к установке при индивидуальном расчете. Установка промежуточных опор производится на прямых участках прокладки линии. Стальные и железобетонные изделия могут использоваться при низких значениях отрицательных температур до – 65 ºС, допуская применение элементов в северных регионах страны;
- переходные или анкерные – находят применение в точках, узлах сетей, где наличие преград естественного происхождения ил инженерных сооружений требует изменение топологии. В числе таковых могут быть водоемы, реки, овраги, возвышенности, объекты инфраструктуры и т. д. Опоры отличаются повышенными габаритами, которые позволяют им выдерживать значительные нагрузки, вызванные тяжением проводов. Конструкция таких изделий отличается повышенным значением жесткости;
- угловые – изделия установка которых производится в точках поворота высоковольтной линии. Угловые промежуточные элементы используются при малых углах поворота – до 30 градусов. Свыше задействуются полноценные угловые анкерные конструкции опорных изделий, позволяющие выдерживать силы постоянного натяжения проводов и тросов смежных пролетов;
- концевые – изделия, монтаж которых производится в начальной и конечной точке согласно проекта прокладки линии электропередач. Провода от них уходят на порталы подстанций. Элементы такого типа, как правило, воспринимают одностороннюю нагрузку от натяжения проводников;
- транспозиционные – опоры специального типа, которые используются в том случае, если появляется необходимость для организации ответвлений или изменения порядка проводников, проходящих в составе ВЛ. Также специальные изделия задействуются в том случае, когда линию необходимо усилить для повышения противоветровой нагрузки или при пересечении двух и более перекрестных линий электропередач.
Преимущества железобетонных опор
Одними из наиболее популярных и востребованных в наши дни являются железобетонные опоры линий электропередач. Представляя собой один из самых практичных и экономически эффективных видов для строительства ЛЭП, железобетонные конструкции имеют ряд преимуществ, среди которых:
- продолжительный срок службы. Долговечность железобетона насчитывает 50- 70 лет в зависимости от условий эксплуатации;
- устойчивость к внешним воздействиям в виде влаги, попадания прямых солнечных лучей и т. д.;
- экологическая чистота материала, который не выделяет токсинов и не наносит вред окружающей среде;
- устойчивость к коррозионным процессам;
- высокая механическая прочность, которая достигается за счет армирования бетона;
- доступная стоимость;
- минимальные требования к процессу установки и монтажа;
- широкий температурный диапазон эксплуатации — от -55 до + 55°С;
- высокая пожаробезопасность материала, который не является горючим;
Наряду с преимуществами железобетонные опоры обладают лишь одним недостатком, который сводится к их большой массе. Невзирая на это, использование изделий оправдано считается экономически выгодным и эффективным для различных сетей и воздушных линий, которые призваны обеспечить безаварийную и бесперебойную подачу электроэнергии.
Разновидности и технология изготовления железобетонных опор
Железобетонные основания имеют армированную конструкцию. Для их изготовления находят применение сварные стальные каркасы. В ходе производственного процесса в заготовках размещаются армированные стержни как напряженной, так и ненапряженной конструкции. После этого заготовка заливается бетонным раствором. В зависимости от используемого техпроцесса опоры делятся на следующие категории:
- СВ – вибрированные стойки для линий с напряжением до 35 кВ, которые изготавливаются по методике виброуплотнения, которая задействуется для получения однородной структуры материала и устранения воздушных прослоек;
- СК, СЦП и СЦ – центрифугированные стойки, предназначенные для ЛЭП с рабочим напряжением более 35 кВ. При их изготовлении форма с залитым бетоном подлежит вращению. Прочность центрифугированных изделий позволяет сократить затраты на возведение ВЛ за счет увеличения расстояний между устанавливаемыми опорами.