392 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды и типы опор воздушных линий электропередачи

10.4. Классификация опор ВЛ

Многообразие применяемых в электросетевом строительстве типов опор влечет за собой необходимость их классификации по целому ряду признаков. Они приведены в табл. 10.6, где также представлены соответствующие каждому признаку разновидности опор, а также некоторые краткие комментарии.

Итак, по количеству трехфазных цепей различают опоры:

одноцепные, которые применяются при сооружении ВЛ любых номинальных напряжений;

двухцепные, которые в России применяются для ВЛ 35—330 кВ, а за рубежом и на линиях 380—750 кВ;

многоценные, которые применяются за рубежом в густонаселенных районах с высокой стоимостью земли для экономии территории, отчуждаемой под трассу ВЛ. В качестве примера такой конструкции на рис. 10.4 показана металлическая шестицепная опора комбинированной

Классификация опор воздушных линии

Количество трехфазных цепей

Способ крепления проводов

Положение на трассе

В точках поворота трассы

С вободносгоя щая

До 220 кВ включительно

До 500 кВ включительно

По концам участков цикла

Ответвления от магистрали

Переходы через реки и т.п.

ВЛ, где на верхних двух ярусах расположены фазы двух цепей 380 кВ, под ними размещены две цепи 220 кВ, а на нижней траверсе подвешены две цепи ПО кВ. Вертикальный размер этой опоры составляет 63,4 м, зато горизонтальный габарит — только 34 м.

Основанием второго признака служит способ креплении проводов. Здесь в первую очередь выделяются промежуточные опоры, на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах. Это основной тип опор, составляющий около 90 % их общего числа. Кроме них выделяются анкерные опоры, на которых провода закрепляются в натяжных зажимах. Эти опоры расположены по концам анкерного пролета (анкерованного участка), эскиз которого был показан на рис. 10.2.

По положению на трассе различают опоры, расположенные на прямых ее участках, и угловые (или анкерные угловые), расположенные в точках изменения направления (поворота) трассы линии. В этих точках на опору действует сила гяжения проводов и тросов, направленная по биссектрисе

Рис. 10.4. Опора многоценной комбинированной ВЛ 380—220—110 кВ

Рис. 10.5. Деревянная промежуточная опора ВЛ 110 кВ:

Рис. 10.6. Железобетонная промежуточная одноцепная свободностоящая опора ВЛ 220 кВ

1 — пасынок; 2 — стойка; 3 — траверса; 4 — раскос; 5 — бандаж; б — ригель

внутреннего угла. Поэтому в отличие от обычной промежуточной опоры угловая должна иметь раскосы, противодействующие опрокидывающему моменту в направлении действия этой силы. При углах поворота, превышающих 20°, устанавливают анкерные угловые опоры.

По конструктивному выполнению опоры делятся на свободностоящие и на оттяжках. Применение металлических тросовых оттяжек, которые крепятся с одной стороны к верхним частям опоры, а с другой стороны к анкерным плитам, заглубленным в грунт на 2—3 м, обеспечивает устойчивость опоры и по сравнению со свободностоящими опорами позволяет значительно сократить расход материала, из которого изготавливаются элементы опоры, а следовательно, и ее стоимость.

В качестве материала для изготовления опор используются древесина, железобетон и сталь. Деревянные опоры в России применяют на ВЛ с номинальным напряжением до 220 кВ включительно, хотя в США есть опыт строительства ВЛ 345 кВ на опорах из клееной древесины [10.7]. В качестве примера на рис. 10.5 показана одноцепная свободностоящая промежуточная деревянная опора ВЛ 110 кВ.

Нижние части опоры (пасынки) заглублены в землю на 2,5 м. Для повышения прочности заделки опор в грунте к пасынкам крепятся поперечные ригели. В настоящее время применяются опоры с железобетонными пасынками, что способствует увеличению срока службы опор.

Последний определяется стойкостью древесины к гниению. Поэтому все остальные элементы — стойки, траверса и раскосы (или перекрестные ветровые связи) пропитываются антисептиком. Для их изготовления используется древесина лиственницы или сосны. Стойки соединяются с пасынками проволочными бандажами.

Унифицированные железобетонные опоры (ЖБО) в России применяются для сооружения ВЛ с номинальным напряжением до 500 кВ включительно. Они имеют металлические траверсы и тросостойки. Стойки изготовляют из вибрированного или центрифугированного железобетона. В первом случае они имеют двутавровое, квадратное или прямоугольное сечение. Стойки из центрифугированного железобетона имеют кольцевое сечение и цилиндрическую либо коническую форму. Двухцепные одностоечные железобетонные опоры применяют при напряжениях ПО—220 кВ, одноцепные (одно- и двухстоечные) на линиях 35—500 кВ. В качестве примера на рис. 10.6 показана промежуточная одноцепная свободностоящая железобетонная опора ВЛ 220 кВ с треугольным расположением проводов (на рисунке не показаны). Ее стойка имеет длину 26 м и заглубляется в грунт на 3,3 м.

Металлические опоры применяются во всем диапазоне номинальных напряжений (35—1150 кВ). Их основными элементами являются ствол (у свободностоящих опор башенного типа) или стойки (у портальных и У-образных опор), траверсы в форме пространственных ферм, тросостойки и оттяжки, если они предусмотрены конструкцией. На рис. 10.7 представлены примеры промежуточных металлических опор перечисленных выше типов (башенного, портального и У-образного).

Ствол башенной опоры состоит из четырех вертикальных поясов из стальных угольников, связывающих соседние пояса раскосов, образующих решетку, и диафрагм (горизонтальных крестообразных связей поясов), придающих опоре жесткость и устойчивость. По способу сборки металлические опоры могут быть сварными и болтовыми. Сварные опоры изготовляются на заводе секциями, размеры которых лимитируются условиями транспортировки на трассу, где эти секции сочленяются с помощью болтов. Болтовые опоры полностью собираются на трассе. Их преимуществами являются большее удобство транспортировки составных элементов и упрощение технологии защиты от коррозии (горячей оцинковки) этих элементов в заводских условиях. Примеры различных конструкций металлических опор показаны на рис. 10.8 (см. цветную вклейку).

Наряду с описанными выше металлическими решетчатыми опорами (МРО) перспективным направлением является применение многогранных металлических опор (ММО). В мировой практике опыт строительства ВЛ с использованием ММО насчитывает около 40 лет. Внешний вид таких опор аналогичен виду железобетонных опор (см. рис. 10.6). Отличие состоит в том, что стойки таких опор собираются из полых конусообразных секций длиной 11—12 м, каждая из которых в поперечном сечении имеет форму многогранника. Так, например, стойка ММО ПО кВ состоит

Рис. 10.7. Типы промежуточных металлических опор:

a — двухцепная свободно- стоящая башенная 220 кВ; б — одноцепная портальная 500 кВ на оттяжках; в — одноцепная V-образ- ная 1150 кВ на оттяжках

из двух 12-гранных секций длиной 11,45 м каждая с толщиной стенки 6 мм [10.12]. Сопоставление ВЛ 35—220 кВ, сооружаемых с использованием упомянутых выше видов опор (ЖБО, МРО и ММО), показало экономическую эффективность ВЛ на ММО как по критерию минимума инвестиций (капиталовложений), так и по критерию минимума дисконтированных затрат. Однако в настоящее время в России существует лишь одно предприятие, оснащенное оборудованием для изготовления многогранных стоек.

Рис. 10.9. Схема цикла транспозиции фаз А, В, С воздушной линии

Помимо перечисленных выше выделяется группа опор специального назначения. К ним относятся транспозиционные, ответвительные и переходные опоры. Транспозиционные опоры устанавливаются по концам участков цикла транспозиции (рис. 10.9). Под транспозицией понимается циклическая перестановка фаз с целью снижения ыесимметрии систем векторов токов и напряжений в конце линии (при симметричных системах этих векторов в ее начале), вызываемой различием реактивных параметров фаз (индуктивностей и емкостей) вследствие несимметричного расположения проводов на опорах. На линиях длиной до 100 км обычно осуществляется один цикл транспозиции, если это допустимо по условиям влияния на проводные линии связи, прокладываемые параллельно ВЛ. Ответвительные опоры служат для выполнения ответвлений от основной линии, а переходные — для осуществления переходов через реки и другие водные пространства. Высота последних в ряде случаев достигает 100 м.

На одноцепных опорах в настоящее время применяют два расположения проводов — по вершинам треугольника (на ВЛ 35—330 кВ с железобетонными и стальными опорами) и горизонтальное (на всех ВЛ напряжением 220 кВ и выше и на ВЛ 35—110 кВ с деревянными опорами). На двухцепных опорах рекомендуется расположение проводов по вершинам шестиугольника (типа «бочка»),

Опоры ЛЭП

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.

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:

  1. промежуточные опоры — самый распространенный тип опор, рассчитаны на вертикальные нагрузки от веса проводов, устанавливаются только на прямых участках линии;
  2. анкерные опоры — также устанавливаются на прямых участках трассы, однако провода на них крепятся анкерно. Таким образом опоры рассчитаны на продольные нагрузки от тяжения проводов;
  3. угловые опоры — устанавливаются на углах трассы. Крепление проводов на них также в большинстве случаев анкерное, однако бывают исключения в виде промежуточных угловых опор;
  4. концевые опоры — монтируются обычно перед подстанциями. Нагрузки воздействуют на них, в основном, с одной стороны линии;
  5. транспозиционные — предназначены для выполнения транспозиции проводов ВЛ;
  6. ответвительные — устанавливаются в местах ответвлений линии на смежное направление;
  7. переходные — для обеспечения габарита над инженерным сооружением или естественной преградой.
Читать еще:  Автоматизированная система меркурий кому необходимо ставить

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:

  1. относительная долговечность (до 50 лет при соответствующей пропитке);
  2. небольшой вес;
  3. простота строительства и транспортировки;
  4. 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:

  1. несложные конструктивные особенности;
  2. не требуют сложной дополнительной сборки;
  3. не подвержены гниению, как деревянные опоры;
  4. в некоторых случаях возможна установка непосредственно в грунт;
  5. 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.

Типовые проекты представлены для каждого из типов опор. В результате Вы будете уверены в своем выборе, так как ознакомитесь со всей необходимой документацией.

Первые конструкции опор лэп в россии и ссср. Виды и типы опор воздушных линий электропередачи Видах и типах опор воздушных

Опоры ЛЭП — это конструкции, которые служат для поддерживания над земной поверхностью проводов под напряжением и грозозащитных тросов. Они бывают различных форм и размеров. Опоры могут быть железобетонными, деревянными, металлическими или даже из композитных материалов. Основные элементы опоры линий электропередачи — стойки, фундаменты, траверсы (перекладины на которых держатся провода), часто используются также тросостойки и оттяжки.

АНКЕРНЫЕ ОПОРЫ ЛЭП
Различают анкерные и промежуточные опоры линий электропередачи. Прочная конструкция анкерных опор выдерживает значительные усилия от натяжения проводов; анкерные опоры линий электропередачи устанавливают в начале и в конце ЛЭП, на поворотах, при пересечении ЛЭП через небольшие речки, железные дороги, автодороги и мосты.
Разновидность анкерных опор — переходные опоры применяют при пересечении ЛЭП рек и прочих крупных преград. Именно переходные опоры несут самые большие нагрузки и сами могут достигать высоты 300 метров! Эти опоры являются самыми тяжёлыми и высокими из всех опор ЛЭП, нередко их окрашивают в яркие цвета, например, часто встречаются красно-белые опоры, применяют и оранжевый, серый и другие цвета. Подробнее о переходных опорах- см. соответствующий очерк http://io.ua/s73072.

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ОПОРЫ ЛЭП
Промежуточные опоры имеют менее прочную конструкцию, чем анкерные; они обычно служат для поддержания проводов и тросов на прямых участках трассы ЛЭП. Большинство опор на трассах — промежуточные. Как правило, промежуточную опору, можно отличить от анкерной по такому признаку: если гирлянды изоляторов свисают перпендикулярно к земной поверхности, значит опора промежуточная. А на анкерных опорах провода закрепляются в зажимах натяжных гирлянд, эти гирлянды являются как бы продолжением линии и находятся к поверхности земли под острым углом, а иногда почти параллельно.
Также опоры линий электропередачи подразделяют на:
— транспозиционные (для изменения порядка расположения фаз),
— ответвительные,
— перекрёстные,
— повышенные, пониженные и др.
По числу подвешиваемых проводов (цепей) опоры разделяют на одно- и многоцепные; по конструкции — на одностоечные, А- и АП-образные, П-образные, V-образные (например, типа «Набла»), типа «рюмка» и др.

ДЕРЕВЯННЫЕ ОПОРЫ ЛЭП
Сегодня применяют, в основном, железобетонные и металлические опоры линий электропередач. Деревянные опоры линий электропередачи устанавливали на ЛЭП напряжением до 220 кВ. На изготовление опор линий электропередач обычно шли сосновые и лиственничные столбы, пропитанные противогнилостным составом (антисептиком). Часто деревянные опоры укрепляли на железобетонных приставках (пасынках) или сваях. Деревянные опоры линий электропередачи были дёшевы, сравнительно просты в изготовлении и надёжны в эксплуатации. Первая крупная советская ЛЭП — Каширская ГРЭС — Москва — напряжением 110 кВ и протяжённостью 120 км была сооружена именно на деревянных опорах. Сегодня ЛЭП с деревянными опорами уже не строят.

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ОПОРЫ ЛЭП
Более высокую механическую прочность имеют железобетонные опоры линий электропередачи, конструкции которых были разработаны в СССР в 1933-м году. Однако из-за отсутствия индустриальной базы, массовое применение их на строительстве ЛЭП всех напряжений началось лишь в 1955 году. Преимущества железобетонных опор линий электропередачи — простота конструкции и технологичность заводского изготовления. Такие опоры линий электропередачи обычно кольцевого или прямоугольного сечения, их изготовляют в основном из предварительно напряженного железобетона.
Наиболее распространены промежуточные одностоечные железобетонные опоры линий электропередачи с металлическими траверсами, которые устанавливают непосредственно в грунте. Кроме того, на ЛЭП напряжением 110-500 кВ широко применяли промежуточные и анкерно-угловые железобетонные опоры линий электропередачи с оттяжками.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ОПОРЫ ЛЭП
Металлические опоры линий электропередачи обладают меньшей, чем железобетонные, массой и высокой механической прочностью. Это позволяет создавать опоры значительной высоты, рассчитанные на большие нагрузки. Их применяют на ЛЭП всех напряжений, часто в сочетании с железобетонными промежуточными опорами. Металлические опоры линий электропередачи незаменимы на линиях с большими нагрузками (например, на переходах).
Металлические опоры линий электропередачи изготовляют в основном из стали, в отдельных случаях из алюминиевых сплавов. По способу изготовления металлические опоры линий электропередачи делят на сварные, поступающие с заводов в виде готовых секций, и болтовые, которые собирают на трассе из отдельных элементов (раскосов, стержней, поясов) на болтах.
Опоры из металла делятся на две обширные группы — решётчатые и МГС (многогранные гнутые стойки). Если первые всем хорошо известны, то МГС только начинают получать распространение в странах СНГ. Много полезной информации об этих опорах можно узнать на сайте www.energobud.com.ua
По напряжению ЛЭП, в пределах СНГ, разделяют на 35 кВ,110 кВ, 154кВ (150кВ), 220кВ, 330 кВ, 400кВ, 500кВ, 750кВ, 800кВ,1150кВ и 1500 кВ. Большинство всех ЛЭП в мире работают на переменном токе, но есть и линии, работающие на постоянном, к примеру, ЛЭП постоянного тока Волгоград-Донбасс (об этих линиях электропередачи можно прочитать тут http://io.ua/s91331).

КЛАССЫ НАПРЯЖЕНИЯ ЛЭП
Точно определить напряжение в ЛЭП неспециалисту бывает трудно, но, как правило, это можно сделать простым способом — посчитать, сколько изоляторов в гирлянде подвешено на траверсе. Так ЛЭП 35 кВ имеют в каждой гирлянде по три-пять изоляторов. А вот в гирляндах ЛЭП 110 кВ уже шесть-десять изоляторов. Если изоляторов от десяти до пятнадцати, значит это ЛЭП 220 кВ.
Если провода ЛЭП раздваиваются (это называется расщепление), тогда линия может иметь напряжение 330 кВ. Если проводов по три в каждой фазе — то 500 кВ, если проводов по четыре — 750 кВ.
Из каждого правила бывают исключения. Так линии 220кВ и 150кВ имеют расщепление, хотя это характерно для линий 330кВ. ЛЭП 330кВ, в особых случаях, могут работать без расщепления.
ЛЭП 35кВ -110кВ применяются повсеместно, в качестве распределительных сетей (например, ЛЭП 110 кВ может снабжать подстанцию, которая питает небольшой посёлок или микрорайон). Класс 150 кВ — более совершенный аналог стодесятки, это напряжение применяются в энергосистеме «Днепроэнерго» и некоторых прилегающих к ней районов, а также в Кольской энергосистеме (Кольский полуостров). Этот класс напряжения попал в СССР в начале 30-х годов, вместе с американским оборудованием компании «General Electric» для Днепрогэса.
ЛЭП 220 кВ в основном служат для связи электростанций с подстанциями и крупными потребителями. Линии 330 кВ часто строят на большие расстояния, для связи между мощными электростанциями и подстанциями (межсистемные связи), а иногда и для нужд очень энергоёмких предприятий. Линии напряжением 400кВ, 500 кВ, и 750 кВ и выше используются также для межсистемных связей, для передачи электроэнергии на большие расстояния, в том числе в соседние страны.

Читать еще:  Устанавливаем раздвижной экран под ванну самостоятельно

УНИФИКАЦИЯ ОПОР ЛЭП В СССР
В 1976 году, в связи с унификацией опор ЛЭП в СССР, была принята следующая система обозначения металлических и железобетонных опор 35—330 кВ:
буквами П и ПС обозначили промежуточные опоры,
ПВС— промежуточные с внутренними связями,
ПУ или ПУС — промежуточные угловые,
ПП — промежуточные переходные,
АН УС — анкерно-угловые,
К или КС — концевые.
Буквой Б обозначают железобетонные опоры, а отсутствие ее указывает, что опоры стальные. Цифры 35, 110, 150, 220 и т. д., следующие после букв указывают напряжение линии, а цифры, стоящие за ними — типоразмер опор. Буквы У и Т добавляют соответственно в обозначение промежуточных опор, используемых в качестве угловых, и с тросостойкой. А в современном электросетевом строительстве, наблюдается «деунификация», разрабатываются новые оригинальные опоры, предназначенные для условий конкретной трассы ЛЭП. Так, в развитых странах уже отказались от массового применения типовых проектов. Каждая линия должна строиться с учетом всех нюансов рельефа, климата и т.п.

КЛАССИФИКАЦИЯ ОПОР ЛЭП ПО ОБЩЕМУ ВИДУ

Башенные опоры
Классические, самые распространенные из всех опор ЛЭП высокого напряжения. Могут иметь от одной до 9-ти параллельных траверс, и применятся для одно- двух- или многоцепных ЛЭП. Все башенные опоры решётчатые объединяет общая черта — их ствол сужается от базы к верхушке. Подразделяются на два семейства:
— широкоствольные решётчатые (если основание мачты шире товарного вагона, см. фото 1). Это самые распространенные опоры. Могут быть одноцепными («крымского типа»), двухцепные (типа «бочка») и многоцепные.
Самые интересные представители одноцепных башенных опор — Т-образные опоры для линий постоянного тока.
— решётчатые узкобазные (соответственно их база по размерам несколько уже, чем основание товарного вагона).

Портальные опоры
Опоры из металла, дерева или железобетона, напоминающие букву «П» либо букву «Н». Пользуются широким распространением на ЛЭП 330-750 кВ. Как правило, одноцепные.

АП-образные опоры
Одноцепные опоры, созданные при помощи сварных металлических труб, МГС либо дерева, в профиль напоминающие букву «А», в анфас букву «П». Сечение труб в этих опорах может достигать 1300 мм, а высота может быть свыше 80 м.
На фото 4, пример такой трубчатой опоры при переходе линии 330кВ через Днепр, на Украине. Внутри её стоек, находятся лестницы для подъёма на вершину, а всего опора имеет четыре колена высотой 21 метр каждый (они окрашены в разные цвета), общая высота мачты около 85 метров. Подробнее можно прочитать тут — http://io.ua/s93360.

Трехстоечные раздельностоящие решётчатые опоры
Трёхстоечные решётчатые опоры, как правило, стоят на поворотах и переходах ЛЭП 500кВ и 750кВ, используются в качестве анкерных (фото 5).

Л-образные опоры
Представляют собой плоские Л-образные решётчатые конструкции, шарнирно сочленённые с двумя фундаментами. Наверху опоры — траверса для крепления 4-х несущих тросов, удерживающих опору в вертикальном положении. Ниже расположены ещё три (реже две) траверсы, для подвеса проводов. Л-образные вышки применялись, в частности, как переходные для двух цепей ВЛ 110кВ или 220 кВ. Их применение позволило сэкономить металл и упростить фундамент. Такие опоры было целесообразно применять на территориях, заливаемых водою при половодье. Особенности конструкции не дали этим опорам получить широкое распространение.

Y-образные опоры, «рюмки»
Одноцепные мачты напоминающие букву «Y» или рюмку (фото 6). Существуют разных типов и применяются достаточно давно и у нас и за границей, в том числе в качестве переходных (например, ПС-101). Эти опоры всегда выполнены из металла, обычно решётчатые, реже состоят из многогранных гнутых стоек.

V-образные, «Набла»
Промежуточные поры с оттяжками, применяются на трассах ЛЭП 330-1150кВ, к примеру, опоры типа «Набла» для 750 кВ. Напоминают перевернутый треугольник — наблу. Исключительно одноцепные.

Класс: Опоры типа «Кошка»
Весьма интересные оригинальные опоры, пользуются большой популярности в странах западной Европы, особенно во Франции (фото 10).

Столбовые опоры (т.е. не решётчатые)
Это опоры, в основе которых деревянные, металлические либо железобетонные столбы. Существуют одностоечные и портальные. Одностоечные опоры из железобетона — самые широко распространенные промежуточные опоры ЛЭП при напряжении 35-220 кВ. Относительно недавно получил распространение прогрессивный тип металлических одностоечных столбовых опор — с применением МГС. Если говорить точнее, то в США такие опоры применяются довольно давно, а в СНГ они только начинают завоёвывать популярность. Применение МГС позволило создавать столбовые многоцепные опоры (см. фото 8).
Портальные столбовые опоры состоят из двух столбов (деревянных, железобетонных или МГС) скреплённых общей траверсой. Особое распространение у нас получили столбовые одноцепные портальные железобетонные опоры ПВС (с внутренними связями) для линий 220 и 330 кВ (фото 9).

Нестандартные опоры
К ним относятся различные, не относящиеся к данной классификации нестандартные опоры и экзотика, например многочисленные декоративные опоры.

Воздушные линии электропередачи

Воздушная линия электропередачи (ВЛ) – устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам с защитной изолирующей оболочкой (ВЛЗ) или неизолированным проводам (ВЛ), находящимся на открытом воздухе и прикрепленным с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и линейной арматуры к опорам или другим инженерным сооружениям (мостам, путепроводам).

Воздушные линии электропередачи (ЛЭП, ВЛ, ВЛЗ) при проектировании, строительстве, техническом перевооружении и эксплуатации должны удовлетворять требования надежности, экономичности и экологичности в течение всего срока службы. Конструктивные решения и материалы элементов воздушных линий электропередач (ВЛ) должны обеспечить сохранность расчетных параметров, характеризующих надёжность и способствовать снижению потерь электроэнергии при ее передаче. При проектировании необходимо стремится к сокращению площади отвода земель под ВЛ в постоянное пользование, применение стальных многогранных, узкобазых решетчатых, железобетонных секционированных или композитных опор ВЛ, создание компактных ВЛ и ориентироваться на использование передовых, безопасных методов строительства, эксплуатации и ремонта.

Проектирование конструктивной части ВЛ осуществляется в соответствии с действующими нормами с применением, как правило, унифицированных опор и фундаментов, стандартных марок проводов, тросов, линейной арматуры и изоляторов.

В процессе проектирования ЛЭП производят следующие расчеты:

  • Технико-экономический расчет должен обеспечить такой подбор значений напряжения Uном, сечения проводов и токоведущих жил силовых кабелей при котором проектируемая сеть была бы наиболее экономичной.
  • Расчет на нагревание проводов и кабелей. Определяется значение тока, допустимого для данного сечения провода или токоведущих жил силовых кабелей при заданных условиях охлаждения или наоборот.
  • Расчет на потерю напряжения в линиях сети. В процессе расчета определяют значение напряжения U у потребителей и в случае его недопустимых отклонений разрабатывают способы регулирования напряжения.
  • Расчет на механическую прочность позволяет выбрать рациональную конструкцию и оптимальный размер проводов, тросов, опор, изоляторов и других конструктивных элементов ВЛ.
  • Дополнительные расчеты состоят в выявлении теплового действия токов короткого замыкания (К.З.) на провода и кабели выбранных сечений, в установлении надежности работы в послеаварийных режимах и т.п.

Для оценки технического состояния ЛЭП без вывода из эксплуатации необходимо использовать технологии мониторинга и диагностики с использованием методов неразрушающего контроля, мониторинг текущего состояния элементов ВЛ.

1. Опоры воздушных линий электропередачи

Основными этапами проектирования воздушной линии являются следующие:

  • расстановка опор по выбранной трассе линии;
  • выбор основных типов и марок унифицированных опор и их фундаментов;
  • расчет проводов и грозозащитных тросов при их работе в нормальных режимах и обрывах в пролетах;
  • расчет проводов и тросов для условий их монтажа и составление необходимой для этих режимов документации;
  • расчеты габаритов линий при пересечении ими технических сооружений;
  • проверочные расчеты отдельных опор и фундаментов, если это оказывается необходимым по условиям расстановки опор по трассе.

Помимо перечисленных этапов, непосредственно связанных с конструктивной частью ВЛ, при проектировании выполняют разработку основных положений подготовки трассы к строительству, организации эксплуатации линии, обеспечения её средствами связи и др.

Основное назначение опор ВЛ – поддержка проводов на требуемой высоте над землей и наземными сооружениями. Опоры состоят из вертикальных стоек, траверс и фундаментов. Основными материалами, из которых изготавливаются опоры, являются древесина хвойных пород, железобетон, металл и современные композиционные материалы.

Опоры из древесины простые в изготовлении, транспортировке и эксплуатации, применяются для ВЛ напряжением до 220 кВ включительно в районах лесоразработок или близких к ним. Основной недостаток таких опор – подверженность древесины загниванию. Для увеличения срока службы опор древесину просушивают и пропитывают антисептиками, препятствующими развитию процесса гниения.

Анкерные опоры из древесины выполняются А-образными при напряжениях до 10 кВ и АП-образными при более высоких напряжениях. Общий вид П-образной деревянной опоры показан на рис. 1. Железобетонные анкерные опоры имеют специальные тросовые растяжки. Металлические анкерные опоры имеют более широкую базу (нижнюю часть), чем промежуточные опоры.

Читать еще:  Пристройка ванной комнаты к деревянному дому

Рис. 1. Общий вид П-образной деревянной опоры: 1 – пасынки (ж/б); 2 – бандаж из отожженной проволоки; 3 – стойка; 1+2+3 – нога; 4 – гирлянда изоляторов; 5 – провода; 6 – грозозащитный трос; 7 – арматура; 8 – раскосы; 9 – траверса; 10 – ригели для устойчивости опоры

Концевые, угловые и переходные опоры ВЛ должны быть достаточно жесткими и не должны отклоняться от вертикального положения при воздействии на них силы тяжения проводов и тросов более чем на 1%. Такие опоры выполняются в виде жестких пространственных ферм или с применением специальных тросовых растяжек и называются анкерными опорами. Провода с анкерными опорами имеют жесткое соединение, так как крепятся с помощью натяжных гирлянд изоляторов.

Опоры ВЛ из композитных материалов применяются для сооружения электрических сетей различных классов напряжения. Легкие (вес в три раза меньший аналогичной металлической конструкции), компактные и быстромонтируемые комплекты опор ВЛ позволяют ускорить процесс восстановления электроснабжения при аварийном разрушении опор, особенно в труднодоступной местности. По прочности опоры из композита сопоставимы со стальными, а по изоляционным свойствам практически аналогичны деревянным. Упругие и долговечные, экологически чистые, стойки композитных опор выдерживают большие ветровые и гололедные нагрузки. Однако отклонение верха опоры не должно приводить к нарушению установленных ПУЭ наименьших изоляционных расстояний от токоведущих частей (проводов) до заземленных элементов опоры и до поверхности земли и пересекаемых инженерных сооружений. При минимальном обслуживании срок службы стоек композитных опор составляет по прогнозам около 70 лет, что компенсирует их высокую стоимость. В настоящее время опоры из композита находятся на стадии внедрения и испытания при сооружении новых линий и реконструкции существующих. Некоторые из вариантов выполнения опор из композита показан на рис. 2.

Рис. 2. Опоры ВЛ из композита: а – двухцепной ВЛ; б – одноцепной ВЛ

Железобетонные опоры состоят из железобетонной стойки и траверс. Стойка представляет собой пустотелую конусную трубу с малым наклоном образующих конуса. Нижняя часть стойки заглубляется в грунте. Траверсы изготавливаются из стального оцинкованного проката. Эти опоры долговечнее опор из древесины, просты в обслуживании, требуют меньше металла, чем стальные опоры.

Основные недостатки опор из железобетона, это большой вес, затрудняющий транспортировку опор в труднодоступные места трассы ВЛ, и относительно малая прочность бетона на изгиб. Для увеличения прочности опор на изгиб при изготовлении железобетонной стойки используется предварительно напряженная (растянутая) стальная арматура.

Для обеспечения высокой плотности бетона при изготовлении стоек опор применяют виброуплотнение и центрифугирование бетона. Стойки опор воздушных линий напряжением до 35 кВ выполняют из вибробетона, при более высоких напряжениях – из центрифугированного бетона. Железобетонные опоры – конические и цилиндрические стойки и траверсы опор изготавливаются из центрифугированного бетона марки 400 – 600. Для предварительно напряженной продольной арматуры применяется горячая катаная сталь в виде стержней. Продольная арматура выполняется из плоских пучков канатов с предварительным напряжением. Для поперечной спиральной арматуры стоек применяется низкоуглеродистая холоднотянутая проволока.

Стальные опоры обладают высокой механической прочностью и большим сроком службы, но являются сравнительно дорогими. Эти опоры с помощью сварки и болтовых соединений собираются из отдельных элементов, поэтому имеется возможность создания опор практически любой конструкции. В отличие от опор из древесины и железобетона металлические опоры устанавливаются на железобетонных фундаментах. Для увеличения срока службы опор их покрывают антикоррозийными составами и окрашивают. Очень эффективной против коррозии является горячая оцинковка стальных опор.

Основные конструкционные элементы стальных опор ВЛ изготавливаются из стали марки ВМ. Наиболее нагруженные части опор могут изготавливаться из низколегированных сталей. Отливы для некоторых узлов опор производятся из ковкого чугуна. Для растяжек опор применяются стальные оцинкованные канаты марки ТК (от 18 до 37 жил). Части секции опор подвергаются заводской горячей оцинковке для защиты от коррозии и сбор секции на месте производиться посредством болтовых соединений.

Опоры из алюминиевых сплавов эффективны при сооружении ВЛ в условиях труднодоступных трасс. Вследствие стойкости алюминия к коррозии, эти опоры не нуждаются в антикоррозийном покрытии. Однако высокая стоимость алюминия существенно ограничивает возможности использования таких опор. Опоры из сплава алюминия – применяются в основном термически неупроченные сплавы, содержащие 0,5% марганца и 7% магния с пределом прочности 320 МПа.

На сооружаемых ВЛ должны применяться унифицированные и типовые опоры для данных климатических условий территории страны, в зависимости от населенной или ненаселенной местности. Стальные опоры в зависимости от свойства грунтов могут устанавливаться на специальные подставки. Конструкции унифицированных и типовых опор рассчитаны на нагрузки от ветрового давления не менее 500 Па. Анкерные опоры рассчитываются на угол поворота до 60о. Стальные анкерные угловые опоры применяются также в качестве концевых.

Промежуточные опоры до 20 кВ рассчитаны на крепление проводов вязкой отожженной проволокой на штыревые изоляторы. Крепление проводов к поддерживающим гирляндам изоляторов промежуточных опор ВЛ напряжением 35 кВ и выше выполняется в глухих зажимах. Металлические промежуточные опоры закрепляются на типовых сборных железобетонных фундаментах или сваях. Стойки железобетонных опор погружаются на 2 – 3,5 м в грунт, для устойчивости к концевой нижней части опоры обычно прикрепляют ригли. Оттяжки опор крепятся с железобетонными анкерными плитами, заглубленными в грунт на 3 – 5 м. Деревянные опоры, как правило имеют стойки и приставки (пасынки – железобетонные).

При прохождении по определенной территории ВЛ может менять направление, пересекать различные инженерные сооружения и естественные преграды, подключаться к шинам распределительных устройств подстанций. На рис. 3 показан вид сверху фрагмента трассы ВЛ.

Рис. 3. Фрагмент трассы ВЛ

Из этого рисунка видно, что разные опоры работают в разных условиях и, следовательно, должны иметь отличающуюся конструкцию в зависимости от их местоположения в линии:

  • промежуточные опоры, гибкой или жесткой конструкции, предназначены для поддерживания проводов на прямом участке ВЛ. Провода с этими опорами не имеют жесткого соединения, так как крепятся с помощью поддерживающих гирлянд изоляторов. На эти опоры действуют силы тяжести проводов, тросов, гирлянд изоляторов, гололеда, а также ветровые нагрузки;
  • анкерные опоры в начале и конце линии, жесткой конструкции, полностью воспринимающих силу тяжения Т проводов и тросов в смежных с опорой пролетах, направленную вдоль линии. Анкерные опоры должны быть рассчитаны на разность тяжения проводов и тросов, возникающую вследствие неравенства значений приведенных пролетов по обе стороны опоры. Концевые опоры должны рассчитываться также на одностороннее тяжение всех проводов и тросов. Расстояние между анкерными опорами для ВЛ напряжением 35 кВ и выше должно быть не более 10 км, а в местности с особо сложными природными условиями не более 5 км. Для ВЛ напряжением 20 кВ и ниже с проводами, закрепленными на штыревых изоляторах, расстояние между анкерными опорами не должно превышать 1,5 км в районах по гололеду I – III и 1 км в районах по гололеду IV и более;
  • угловые опоры, установленные в местах поворота трассы линии, испытывают дополнительное воздействие силы тяжения Т проводов и тросов, направленной по биссектрисе угла поворота ВЛ;
  • переходные опоры, ограничивающие пролет пересечения, в нормальном режиме ВЛ выполняют роль промежуточных опор, должны быть анкерными концевыми. Эти опоры принимают на себя тяжение проводов и тросов при их обрыве в соседних пролетах и исключают недопустимое провисание проводов в пролете пересечения.

Все опоры ВЛ унифицированы. Унификация означает объединение опор ВЛ в единую систему конструкций, сокращение типоразмеров опор и устанавливает для каждой опоры область ее применения. В маркировке унифицированной опоры указываются:

  • вид опоры (П – промежуточная, У – анкерно-угловая, С – специальная);
  • материал опоры (Д – дерево, Б – железобетон, у стальных опор буква отсутствует);
  • номинальное напряжение;
  • номер опоры, характеризующий область ее применения и количество цепей на опоре (четная цифра соответствует двухцепной опоре, нечетная – одноцепной).

Например, опора ПБ110-4 – это промежуточная (П), железобетонная (Б) опора, на номинальное напряжение 110 кВ, двухцепная (4).

В технических характеристиках опоры указываются районы по гололеду и ветру, в которых может использоваться опора, диапазон сечений проводов и массогабаритные показатели опоры.

2. Провода и грозозащитные тросы ВЛ

Провода и грозозащитные тросы воздушных линий электропередачи должны удовлетворять нормативным документам. Как правило, при сооружении ВЛ должны применяться провода алюминиевые, сталеалюминевые или из сплава алюминия марки АВ-Е; применение медных проводов без специальных обоснований не допускается, а также не рекомендуется применение стальных проводов (исключение в переходах пересечения при обосновании механическими расчетами с учетом свойств материалов из табл. 1. При прохождении ВЛ в районах с повышенным содержанием сернистого газа, хлористых солей, по берегам морей, соленых озер, засоленных песков и т.п. необходимо применение проводов марок АКП, АСКС, АСКП, АСК, АНКП, АЖКП, АЖСКС.

Рис. 4. Конструкции неизолированных проводов для ВЛ

Таблица 1. Свойства материалов, используемых для изготовления проводов ВЛ

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector