Железобетонные и металлические опоры

Обновлено: 05.07.2024

Опоры воздушных линий электропередачи, материалы и виды опор

Опоры воздушных линий поддерживают провода на необходимом расстоянии от поверхности земли, проводов других линий, крыш зданий и т. п. Опоры должны быть достаточно механически прочными в различных метеорологических условиях (ветер, гололед и пр.).

В качестве материала для опор на сельских линиях широко применяют древесину деревьев хвойных пород, в первую очередь сосны и лиственницы, а затем пихты и ели (для линий напряжением 35 кВ и ниже). Для траверс и приставок опор ель и пихту применять нельзя.

Деревянные опоры изготовляют из круглого леса — бревен со снятой корой. Стандартная длина бревен колеблется от 5 до 13 м через 0,5 м, а диаметр в верхнем отрубе — от 12 до 26 см через 2 см. Толщину бревна в комле, то есть в нижнем, толстом конце, определяют естественной конусностью ствола дерева. Изменение диаметра бревна на каждый погонный метр его длины, называемое сбегом, принимается 0,8 см. Чем больше длина бревен для опор (чем длинномернее лес), тем выше стоимость кубического метра древесины.

Главный недостаток деревянных опор линий электропередачи — малый срок службы вследствие загнивания древесины, особенно в месте выхода ее из земли на поверхность. В связи с этим эксплуатационные расходы на ремонт опор составляют около 16% их стоимости.

Древесина опор подвергается воздействию внешних условий и особенно переменной влажности в месте заделки в землю. Вследствие этого она загнивает, разрушается и, если не принять специальных мер, быстро выходит из строя.

Способы антисептирования древисины для деревянных опор воздушных линий

Срок службы опор из непропитанной древесины составляет: для опор из сосны 4 - 5 лет, из лиственницы 14 - 15 лет, из ели 3 - 4 года. В южных районах, где высокие температуры способствуют ускоренному гниению древесины, срок службы непропитанных опор уменьшается в 1,5 - 2 раза против приведенных цифр. В связи с этим необходимо применять бревна, только пропитанные антисептиком, за исключением лиственницы зимней рубки, которая не требует пропитки.

Пропитка древесины масляничными антисептиками снижает прочность древесины до 10%. Главная ценность пропитки масляничными антисептиками зависит не от глубины пропитки, а от качества сушки древесины.

Кроме того, масляничный антисептик не выщелачивается. Древесина должна пропитываться после доведения ее до воздушного-сухого состояния, т. е. влажность ее равна влажности воздуха данного района.

В таком состоянии древесина не будет терять своей влажности, на ней не будут появляться трещины усушки и спорам грибков негде будет развиваться.

При пропитке влажной древесины последняя будет усыхать, в ней появятся трещины и даже глубокая пропитка будет мало способствовать сохранению древесины от загнивания.

Наилучшим способом антисептирования древесины опор признана пропитка ее каменноугольным маслом, получаемым при перегонке сырой каменноугольной смолы. Хорошие результаты дает также пропитка антраценовым маслом и флегмой. Влажность древесины должна быть не более 25 %.

Бревна, предназначенные для изготовления опор, при пропитке загружают в стальной цилиндр. В него вводят консервирующую жидкость и создают на некоторое время давление до 0,9 МПа для того, чтобы жидкость проникла в глубь древесины. После этого в цилиндре создают разрежение, чтобы жидкость стекла. На этом процесс пропитки заканчивается. Срок службы опор при описанном способе пропитки значительно увеличивается и достигает 25 - 30 лет. В зарубежной практике он принимается даже 35 - 40 лет.

Сосновую и еловую древесину можно пропитывать водорастворимыми антисептиками. Для этой цели рекомендуется доналит разных марок. При пропитке древесины в стальных цилиндрах под давлением влажность ее может быть в пределах от 30 до 80 %. Древесину загружают в цилиндр на 15 мин, создают в нем вакуум, затем на 1. 2,5 ч подают раствор антисептика под давлением 1,3 МПа.

Древесину при влажности 60 - 80 % можно пропитывать водорастворимыми антисептиками также в ваннах в течение 20 ч с последующим прогревом до 100 - 110 °С в течение 2 ч.

Древесину из ели, пихты и лиственницы перед пропиткой любым способом следует накалывать на глубину 15 мм. Длина накола 6 - 19 мм, ширина 3 мм. Сетка наколов зависит от вида пропитки.

Для увеличения срока службы опор, пропитанных водорастворимыми антисептиками, рекомендуют через 15 - 17 лет эксплуатации ставить на них антисептические бандажи. Бандаж ставят на часть опоры, расположенную выше поверхности земли на 30 см и ниже ее также на 30 см. Его изготовляют из полосы толя, рубероида или пергамина шириной 70 см. На опору наносят слой антисептической пасты, бандаж прибивают гвоздями и обвязывают проволокой. Столб возле бандажа и сам бандаж покрывают слоем битума.

Учитывая ядовитые и опасные в пожарном отношении свойства антисептиков, работу по пропитке древесины диффузионным методом проводят с соблюдением правил безопасности.

Железобетонные опоры воздушных линий

Преимущества железобетонных опор заключаются в практически неограниченном сроке службы и небольших эксплуатационных расходах.

Опоры из железобетона превосходят деревянные и металлические опоры по долговечности, при этом расходы на эксплуатацию практически отсутствуют, для их изготовления требуется на 65 — 70% металла меньше, чем на металлические опоры.

Железобетонные опоры широко применяются на ВЛ до 500 кВ включительно. Срок служб ы железобетонных опор считаетсяв среднем в два раза выше, чем деревянных, хорошо пропитанных опор. Отпадает необходимость в использовании древесины, повышается надежность электроснабжения. Применение железобетонных пасынков позволило резко увеличить срок службы деревянных опор.

При изготовлении железобетонных опор для обеспечения необходимой плотности бетона применяются виброуплотнение и центрифугирование. Виброуплотнение производится различными вибраторами (инструментами или навесными приборами), а также на вибростолах. Центрифугирование обеспечивает очень хорошее уплотнение бетона и требует специальных машин–центрифуг. На ВЛ 110 кВ и выше стойки опор и траверсы портальных опор – центрифугированные трубы, конические или цилиндрические. На ВЛ 35 кВ стойки – центрифугированные или из вибробетона, а для воздушных линий более низкого напряжения – только из вибробетона. Траверсы одностоечных опор – металлические оцинкованные.

Железобетонная опора 10 кВ

Железобетонная опора 110 кВ

Металлические опоры воздушных линий

Металлические опоры (стальные), применяемые на линиях электропередачи напряжением 35 кВ и выше, достаточно металлоемкие и требуют окраски в процессе эксплуатации для защиты от коррозии.

Срок службы металлических опор в несколько раз больше, чем деревянных, но они требуют значительных затрат металла и дороги в эксплуатации.

Устанавливают металлические опоры на железобетонных фундаментах. Независимо от конструктивного решения и схемы металлические опоры выполняются в виде пространственных решетчатых конструкций.

Классификация опор воздушных линий по назначению

По назначению опоры воздушных линий разделяют на промежуточные, анкерные, угловые, концевые и специальные .

Промежуточные опоры предназначены только для поддержания проводов, их не рассчитывают на одностороннее тяженке. В случае обрыва провода с одной стороны опоры при креплении его на штыревых изоляторах он проскальзывает в вязке и одностороннее тяжение снижается. При подвесных изоляторах гирлянда отклоняется и тяжение также снижается.

Промежуточные опоры составляют подавляющее большинство (свыше 80 %) опор, применяемых на воздушных линиях.

На анкерных опорах провода закрепляют жестко, поэтому такие опоры рассчитывают на обрыв части проводов. К штыревым изоляторам на анкерных опорах провода крепят особенно прочно, увеличивая при необходимости число изоляторов до двух или трех.

Анкерная металлическая опора 110 кВ

Часто на анкерных опорах вместо штыревых ставят подвесные изоляторы. Будучи более прочными, анкерные опоры ограничивают разрушения воздушных линий в аварийных случаях.

Угловые опоры устанавливают в местах изменения направления воздушной линии. При нормальном режиме угловые опоры воспринимают одностороннее тяжение по биссектрисе внутреннего угла линии. Углом поворота линии считают угол, дополняющий до 180° внутренний угол линии.

При небольших углах поворота (до 20°) угловые опоры выполняют по типу промежуточных, для больших углов поворота (до 90°) — по типу анкерных.

Специальные опоры сооружают при переходах через реки, железные дороги, ущелья и т. п. Они обычно значительно выше нормальных, и их выполняют по особым проектам.

На воздушных линиях 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 протяженностью более 100 км для того, что- бы сделать емкость и индуктивность всех трех фаз цепи ВЛ одинаковыми. При этом последовательно меняют на опорах взаимное расположение проводов по отношению друг к другу на разных участках линии. Провод каждой фазы проходит одну треть длины линии на одном, вторую – на другом и третью – на третьем месте. Одно такое тройное перемещение проводов называют циклом транспозиции

Классификация опор воздушных линий по конструкции

По конструкции различают опоры ц ельностоечные и составные из стоек и приставок . Деревянные опоры выполняют на деревянных либо на железобетонных приставках. При прохождении воздушных линий по местам, где возможны низовые пожары, следует применять опоры с железобетонными приставками. Для цельностоечных опор, которые желательно использовать, необходимо применять длинномерную антисептированную древесину высокого качества, что ограничивает их распространение.

Большинство промежуточных опор выполняют одностоечными . Анкерные и конечные опоры выполняют А-образными. Для напряжений 110 кВ и выше опоры промежуточного типа выполняют П-образными, а анкерного А—П-образными.

За рубежом при изготовлении анкерных, концевых и других сложных опор применяют оттяжки из стального троса. У нас они распространения не получили.

При сооружении опор воздушных линий должны быть выдержаны расстояния между проводами и другими предметами, находящимися в непосредственной близости от линии.

На линиях напряжением до 1 кВ в I - III районах гололедности расстояние между проводами должно быть не менее 40 см при вертикальном расположении проводов и наибольшей стреле провеса 1,2 м, а в IV и особом районах по гололеду — 60 см. При других расположениях проводов во всех районах по гололеду при скорости ветра при гололеде до 18 м/с расстояние между проводами 40 см, а при скорости ветра более 18 м/с — 60 см.

Расстояние по вертикали между проводами разных фаз на опоре при ответвлении от воздушной линии и пересечении разных линий должно быть не менее 10 см. Расстояние между изоляторами ввода должно быть не менее 20 см.

При подвеске проводов линий напряжением до 1 кВ на общих опорах с проводами линий напряжением до 10 кВ включительно вертикальное расстояние между проводами высшего и низшего напряжений должно быть не менее расстояния, требуемого для линий высшего напряжения.

На промежуточных опорах для напряжений 6 - 20 кВ, устанавливаемых в населенной местности, предусматривают двойное крепление проводов на штыревых изоляторах, а на анкерных и угловых опорах применяют подвесные изоляторы.

Железобетонные опоры, как правило, выполняют цельностоечными. Для напряжения 0,38 кВ их схемы напоминают схемы деревянных опор. На напряжении 0,38 кВ их применяют для подвески пяти, восьми и девяти проводов таких же и больших сечений, что и на деревянных опорах.. Все промежуточные опоры выполняют одностоечными, свободно стоящими, а анкерные и угловые — с подкосами.

Для напряжений 35 кВ железобетонные опоры изготовляют без прокладки грозозащитного троса и с тросом. Последние применяют на подходах к трансформаторным подстанциям.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

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:

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:

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:

Опоры освещения: стальные или железобетонные?

Хорошее освещение нужно везде: на территории предприятий, парков, школ, детских садов, мостов, жилых районов, на дорогах и магистралях. Для его обеспечения важны не только осветительные приборы, но и опоры освещения. Изначально они были только деревянными, позднее им на смену пришли железобетонные конструкции. Сейчас изготовители все чаще предлагают металлические.

В этой статье мы расскажем о том, как выбрать опоры освещения и какой из материалов предпочесть.

Сравнительные характеристики стальных и железобетонных опор освещения

Мы сразу исключим из сравнения деревянные опоры освещения, потому что они недолговечны и легко повреждаются. Сейчас на рынке их практически невозможно найти. Сравним стальные и железобетонные конструкции:

Стальные и железобетонные опоры кардинально отличаются внешним видом. По отношению к бетонным конструкциям каких-либо дизайнерских решений применить не получится, поэтому они выглядят непривлекательно и абсолютно одинаково. Стальные опоры оцинковывают, а потом красят в любой цвет. Они имеют привлекательный внешний вид и отлично смотрятся на дорогах или в черте города.
По ремонтопригодности бетонные опоры тоже уступают стальным. Первые не ремонтируют вообще. Стальные опоры при небольших повреждениях можно подваривать или красить цинкосодержащей краской.
К бетонным опорам кабель подводится только снаружи, что повышает вероятность его повреждения. В металлических опорах кабель проложен внутри полой конструкции, поэтому защищен надежней.
Установка бетонных опор однозначно сложнее из-за их веса.
Стоимость транспортировки бетонных и стальных опор тоже различается. Бетонные конструкции тяжелее, поэтому для их перевозки понадобится привлечь больше транспорта или совершить большее количество поездок.

Так пакуют стальные опоры освещения для транспортировки

Срок службы бетонных опор – около 30 лет. Для оцинкованных стальных опор он превышает 50 лет.

Особенности стальных опор освещения

Стальные опоры освещения могут быть трубчатыми и коническими. Трубчатые изготавливают из стальных труб. Это прочные, долговечные, но тяжелые и достаточно дорогие конструкции. Вместо них удобней использовать конические опоры освещения.

Их изготавливают из листовой стали толщиной 3-6 мм методом гибки с последующей сваркой кромок. Полый ствол опор используют для прокладки питающего кабеля к светильникам. Их высота может варьироваться в пределах 3-16 м. Размер основания и вершины конических опор определяют расчетным путем с учетом требований к их устойчивости.

Конические опоры освещения бывают двух видов:

Круглоконические. В процессе их изготовления стальной лист сворачивают в конус. Конструкция имеет правильное круглое сечение. Ее вершину используют для крепления венчающего светильника или консолей-кронштейнов. В нижней части опоры прорезают ревизионное окно для размещения автоматов, вводных щитков и прочего.

Элемент стальной опоры освещения с ревизионным окном

Граненые конические. При их изготовлении стальной лист изгибают до образования правильного многогранника. Чаще всего количество граней равно 8. Осветительные приборы фиксируют с помощью кронштейнов. Ревизионное окно, как и в случае с круглоконическими опорами, размещают в нижней части конструкции.

Конические опоры обоих видов легче, а, значит, экономичнее трубных.

Круглоконические конструкции надежны и эстетичны, поэтому их чаще используют в декоративных целях.
Граненые конические опоры обладают лучшей жесткостью за счет наличия граней, поэтому выдерживают бо́льшие нагрузки и могут иметь бо́льшую высоту.

Преимущества стальных конических опор освещения

Можно выделить следующие преимущества стальных конических опор освещения:

Небольшой вес конструкций. Он достигается за счет конической формы опор.
Длительный срок службы. Благодаря цинковому антикоррозионному покрытию стальные опоры могут служить более 50 лет. По сроку службы с ними сложно соперничать бетонным, а тем более деревянным конструкциям.
Простота и высокая скорость монтажа. Такие характеристики опоры приобретают за счет низкого веса и унифицированных способов установки.
Высокая прочность. Стальные конструкции, изготовленные из листового металла толщиной 3-6 мм, способны выдерживать ветровые нагрузки до 40 м/с и механические нагрузки до 300 кг.
Привлекательный внешний вид. Он достигается за счет нанесения на поверхность конструкций лакокрасочных материалов любых расцветок.

Заключение

Стальные конические опоры освещения однозначно выигрывают у бетонных за счет невысокой цены в результате низкой металлоемкости, высокой прочности, долговечности и надежности. Кроме того, они требуют меньших затрат при перевозке и их проще устанавливать. По этим причинам стальным коническим конструкциям и следует отдавать предпочтение при выборе опор освещения.

Виды и типы опор воздушных линий электропередачи

В зависимости от способа подвески проводов опоры воздушных линий (ВЛ) делятся на две основные группы:

а) опоры промежуточные , на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах,

б) опоры анкерного типа , служащие для натяжения проводов. На этих опорах провода закрепляются в натяжных зажимах.

Расстояние между опорами воздушных линий электропередачи (ЛЭП) называется пролетом , а расстояние между опорами анкерного типа — анкерованным участком (рис. 1).

В соответствии с требованиями ПУЭ пересечения некоторых инженерных сооружений, например железных дорог общего пользования, необходимо выполнять на опорах анкерного типа. На углах поворота линии устанавливаются угловые опоры, на которых провода могут быть подвешены в поддерживающих или натяжных зажимах. Таким образом, две основные группы опор - промежуточные и анкерные - разбиваются на типы, имеющие специальное назначение.

Рис. 1. Схема анкерованного участка воздушной линии

Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках линии. На промежуточных опорах с подвесными изоляторами провода закрепляются в поддерживающих гирляндах, висящих вертикально, на промежуточных опорах со штыревыми изоляторами закрепление проводов производится проволочной вязкой. В обоих случаях промежуточные опоры воспринимают горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и на опору и вертикальные — от веса проводов, изоляторов и собственного веса опоры.

При необорванных проводах и тросах промежуточные опоры, как правило, не воспринимают горизонтальной нагрузки от тяжения проводов и тросов в направлении линии и поэтому могут быть выполнены более легкой конструкции, чем опоры других типов, например концевые, воспринимающие тяжение проводов и тросов. Однако для обеспечения надежной работы линии промежуточные опоры должны выдерживать некоторые нагрузки в направлении линии.

Линия электопередачи высокого напряжения (рисунок из книги 1950 года)

Промежуточные угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии с подвеской проводов в поддерживающих гирляндах. Помимо нагрузок, действующих на промежуточные прямые опоры, промежуточные и анкерные угловые опоры воспринимают также нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов.

При углах поворота линии электропередачи более 20° вес промежуточных угловых опор значительно возрастает. Поэтому промежуточные угловые опоры применяются для углов до 10 - 20°. При больших углах поворота устанавливаются анкерные угловые опоры .

Рис. 2. Промежуточные опоры ВЛ

Анкерные опоры . На линиях с подвесными изоляторами провода закрепляются в зажимах натяжных гирлянд. Эти гирлянды являются как бы продолжением провода и передают его тяжение на опору. На линиях со штыревыми изоляторами провода закрепляются на анкерных опорах усиленной вязкой или специальными зажимами, обеспечивающими передачу полного тяжения провода на опору через штыревые изоляторы.

При установке анкерных опор на прямых участках трассы и подвеске проводов с обеих сторон от опоры с одинаковыми тяжениями горизонтальные продольные нагрузки от проводов уравновешиваются и анкерная опора работает так же, как и промежуточная, т. е. воспринимает только горизонтальные поперечные и вертикальные нагрузки.

Рис. 3. Опоры ВЛ анкерного типа

В случае необходимости провода с одной и с другой стороны от анкерной опоры можно натягивать с различным тяжением, тогда анкерная опора будет воспринимать разность тяжения проводов. В этом случае, кроме горизонтальных поперечных и вертикальных нагрузок, на опору будет также воздействовать горизонтальная продольная нагрузка. При установке анкерных опор на углах (в точках поворота линии) анкерные угловые опоры воспринимают нагрузку также от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов.

Концевые опоры устанавливаются на концах линии. От этих опор отходят провода, подвешиваемые на порталах подстанций. При подвеске проводов на линии до окончания сооружения подстанции концевые опоры воспринимают полное одностороннее тяжение проводов и тросов ВЛ.

Помимо перечисленных типов опор, на линиях применяются также специальные опоры: транспозиционные , служащие для изменения порядка расположения проводов на опорах, ответвительные - для выполнения ответвлений от основной линии, опоры больших переходов через реки и водные пространства и др.

Основным типом опор на воздушных линиях являются промежуточные, число которых обычно составляет 85 -90% общего числа опор.

По конструктивному выполнению опоры можно разделить на свободностоящие и опоры на оттяжках . Оттяжки обычно выполняются из стальных тросов. На воздушных линиях применяются деревянные, стальные и железобетонные опоры. Разработаны также конструкции опор из алюминиевых сплавов.
Конструкции опор ВЛ

Деревянная опора ЛОП 6 кВ (рис. 4) - одностоечная, промежуточная. Выполняется из сосны, иногда лиственницы. Пасынок выполняется из пропитанной сосны. Для линий 35—110 кВ применяются деревянные П-образные двухстоечные опоры. Дополнительные элементы конструкции опоры: подвесная гирлянда с подвесным зажимом, траверса, раскосы.
Железобетонные опоры выполняются одностоечными свободностоящими, без оттяжек или с оттяжками на землю. Опора состоит из стойки (ствола), выполненной из центрифугированного железобетона, траверсы, грозозащитного троса с заземллителем на каждой опоре (для молниезащиты линии). С помощью заземляющего штыря трос связан с заземлителем (проводник в виде трубы, забитой в землю рядом с опорой). Трос служит для защиты линий от прямых ударов молнии. Другие элементы: стойка (ствол), тяга, траверса, тросостойка.
Металлические (стальные) опоры (рис. 5) применяются при напряжении 220 кВ и более.

Рис. 4. Деревянная одностоечная промежуточная опора ЛЭП 6 кВ: 1 - опоры, 2 - пасынок, 3 - бандажа, 4 - крюка, 5 - штыревых изоляторов, 6 - провода

Рис. 5. Металлическая опора ЛЭП 220-330 кВ: 1 - стойка (ствол) опоры, 2 - фундамент сборный железобетонный иди монолитный, 3 - раскосы, 4 - пояс опоры, 5 - траверса (тяга и пояс траверсы), 6 - гирлянда изоляторов натяжная или подвесная в зависимости от назначения опоры, 7 - провод, S - тросостойка, 9 - трос грозозащитный, 10 - заземлитель, 11 - заземляющий стержень

На первых ВЛ 110 - 500 кВ широкое распространение имели металлические сварные конструкции опор, устанавливавмые на монолитных, набивных или металлических подножниках. В настоящее время на таких ВЛ широко применяются металлические опоры с антикоррозионной защитой металла методами горячего оцинкования, устанавливаемые на фундаментах из сборного железобетона.

Не менее важным при реконструкции, модернизации и строительстве линий становятся и вопросы снижения транспортного веса опор, простота монтажа, высокая удельная прочность опор, долговечность, вандалоустойчивость, устойчивость к воздействию климатических нагрузок, экологичность. Поэтому, на современном этапе необходимо активно проводить работы по реализации внедрения новых форм опор и модификации существующих конструкций опор и их элементов с применением новых материалов и технологий.

Композитные опоры ВЛ

Композитные опоры ВЛ представляют собой модульную конструкцию из последовательно собранных конусооборазних композитных модулей на основе стекловолокна (стеклоровинг) и применяются для одноцепных и двухцепных промежуточных опор линий электропередач классов напряжения 110 и 330 кВ. Для композитных опор рекомендуется применять изолированные траверсы.

Сборка и установка опор воздушных линий

Для сооружения воздушных линий напряжением до 1000 В применяются деревянные и железобетонные опоры. Деревянные опоры бывают разнообразных конструкций (рис. 1, а, б, в, г).

Для изготовления деревянных опор используют главным образом древесину деревьев хвойных пород (лиственницы, пихты, сосны и др.). Диаметр сосновых бревен для основных элементов опор (стоек, приставок, траверс, подкосов) воздушных линий до 1000 В должен быть не менее 14 см, а для вспомогательных деталей (ригелей, подтраверсных брусьев и т. п.) - не менее 12 см.

Древесина опор недолговечна и, например, срок службы деревянных непропитанных сосновых опор около 5 лет. Опасными разрушителями древесины являются столбовой гриб, розовый трутовик, шпальный грибок и такие насекомые, как жуки-рогохвосты, черные усачи и термиты.

Увеличение срока службы деревянных опор в 3 - 4 раза достигается путем обработки их различными химическими веществами - антисептиками, процесс обработки деревянных опор называют антисептированием. В качестве антисептиков применяют креозотовое масло, фтористый натрий, уралит, донолит и др.

Рис. 1. Конструкции деревянных опор воздушных линий до 1000 В: а - одностоечная промежуточная, б - угловая с подкосом, угловая с оттяжкой, г - анкерная А-образная: 1 - стойка, 2 - подкос, 3 - ригель, проволочная оттяжка, 5 - натяжное устройство, б - бандажи, 7 - приставка (пасынок)

Деревянные опоры изготовляют, антисептируют и собирают на специальных полигонах и стройзаводах, а затем на автомашинах с прицепами доставляют к месту установки.

Одностоечные деревянные опоры доставляют на трассу в собранном виде, а многостоечные (А-образные и др.) - частично собранными. Эти опоры собирают на месте.

Перед сборкой все детали опоры тщательно осматривают: у них не должно быть таких дефектов, как разрушение защитных покрытий (антисептических, антикоррозийных), повреждение резьбы болтов и шпилек, глубоких раковин на металлических хомутах и бандажах и т. п. В процессе эксплуатации наиболее быстро повреждается участок деревянной опоры, расположенный на 30 - 40 см ниже и выше уровня земли, т. е. в месте, где древесина наиболее интенсивно подвергается переменному воздействию атмосферных осадков и содержащейся в земле влаги.

В целях экономии древесины деревянные опоры делают составными - соединяют стойку опоры с деревянной или железобетонной приставкой (пасынком). Составные опоры образуют прочную конструкцию, применение которой повышает надежность работы воздушной линии электропередачи и срок ее службы.

Соединение стойки опоры с одной или двумя приставками (рис. 2, а, б) осуществляется бандажами или хомутами. Для соединения деревянной стойки с деревянной приставкой комлевая часть стойки на длине 1,5 - 1,6 м стесывается на плоскость шириной 100 мм. На такую же длину и ширину обрабатывается и верхняя часть деревянной приставки.

Рис. 2. Способы сопряжения деревянных стоек опор с приставками (пасынками): а - с одной деревянной, б - с одной железобетонной, с двумя деревянными, 1 - стойка, 2 - бандажи, 5 - деревянная приставка, 4 -железобетонная приставка, 5 - слой толя.

Стесанные плоскости стойки и приставки должны кончаться перпендикулярной зарубкой. Стык соединяемых деталей должен быть плотным без просветов. На обеих деталях намечают линии бандажей и делают небольшие выемки для болтов, стягивающих бандажи. Выемки для болтов делают в случае, когда стягивание бандажей осуществляется не скруткой, а болтами.

По окружности стойки и приставки на ширине бандажей (50 - 60 мм) устраняют неровности для обеспечения лучшего стягивания этих деталей опоры бандажами.

Бандажи накладывают на участок сопряжения в двух местах, отступив вниз от верхушки приставки на 200 мм и выше комля стойки опоры на 250 мм. Расстояние между бандажами - 1000 - 1100 мм.

Для бандажей применяют стальную оцинкованную мягкую проволоку диаметром 4 мм или неоцинкованную проволоку (катанку) диаметром 5 - 6 мм.

Бандаж состоит из нескольких витков проволоки, накладываемых на участок сопряжения стойки опоры с приставкой и прочно скрученных или стянутых сквозным болтом. Количество витков каждого бандажа определяется диаметром бандажной проволоки. Один бандаж должен иметь 8 витков при диаметре проволоки 6 мм, 10 витков при диаметре 5 мм, и 12 витков при диаметре проволоки 4 мм.

Длина проволоки, необходимой для одного бандажа, вычисляется по формуле:

L б = 26 n (D1 + D2)

где L б - длина проволоки, см, n - количество витков бандажа, D1 и D2 - диаметры стойки и приставки в месте установки бандажа, см.

Бандаж накладывают на опору следующим образом. Загибают конец бандажной проволоки на длине 3 см под прямым углом и вбивают в деревянную приставку (при сопряжении стойки опоры с железобетонной приставкой конец бандажной проволоки вбивают в стойку опоры), а затем, намотав и плотно уложив необходимое количество витков, раздвигают их посредине и, вставив в образовавшееся пространство между витками специальный ломик с загнутым концом, скручивают все витки.

Наложив описанным способом второй бандаж, переворачивают опору и скручивают ломиком оба бандажа с другой стороны опоры, прочно стягивая таким образом бандажи на участке сопряжения стойки опоры с приставкой. Вместо скрутки для стягивания бандажа может быть применен болт с фигурной головкой, шайбой и гайкой.

Сопряжение бандажами стойки опоры с двумя приставками (рис. 2, в) выполняется аналогично сопряжению стойки с одной приставкой, при этом стойка опоры обрабатывается с двух сторон.

Каждая приставка крепится к стойке отдельными бандажами, для размещения которых в соответствующих участках приставок делают предварительно вырубки глубиной 6 - 8 мм и шириной 60 - 65 мм. Места сопряжения деталей опор, вырубки, срезы и затесы покрывают антисептиком.

Под гайки и головки болтов подкладывают шайбы. Древесина под шайбами должна быть затесана, но не вырублена. На высоте до 3 м от земли резьбу на выступающих из гаек концах болтов закернивают, концы болтов, выступающие из гаек более чем на 10 мм, срезают и также закернивают. Металлические неоцинкованные детали опор дважды покрывают асфальто-битумньм лаком.

Для удобства накладывания проволочных бандажей опора должна быть приподнята над землей на 20 - 30 см, а приставки временно соединены со стойкой опоры при помощи струбцин (рис. 3, а).

Рис. 3. Приспособления для сборки и оснастки деревянных опор: а - струбцина для временного скрепления стойки опоры с деревянной и железобетонной приставкой, б - шаблон для разметки отверстий под крюки, в - приспособление для сверления вручную отверстии в опоре, г - ключ (завертка) для ввертывания крюков в опору

Оснастку опор производят при изготовлении их на стройзаводах, но не редко, чтобы избежать повреждения изоляторов и арматуры при транспортировке, непосредственно в месте сооружения воздушной линии электропередачи.

Работы по оснастке опор включают в себя разметку мест расположения крюков, сверление в опоре отверстий под крюки и установку в них крюков с изоляторами.

Места установки крюков на опоре размечают при помощи шаблона, изготовленного из куска прямоугольной алюминиевой шины толщиной 3 - 4 мм. Шаблон (рис. 3, б) коротким изогнутым концом накладывают на вершину опоры сначала с одной, а затем с другой-ее стороны, отмечая места установки крюков соответственно по четным и нечетным отверстиям шаблона. Разметку отверстий в траверсах для установки в них штырей производят также при помощи шаблона.

Отверстия в опоре сверлят при помощи электрифицированного инструмента, в случае отсутствия источника электроэнергии применяют бурав соответствующего размера или специальное приспособление (рис. 3, в).

Высверленное в опоре отверстие должно иметь диаметр, равный внутреннему диаметру нарезки крюка, а глубину, равную 3/4 длины нарезной части крюка. Крюк должен быть ввернут в тело опоры всей нарезной частью плюс 10 - 15 мм. Крюки ввертывают в отверстие при помощи ключа (рис. 3, г).

Изоляторы крепят на арматуре (крюках, штырях) в мастерских или непосредственно на трассе воздушной линии при оснастке опор. На изоляторах не должно быть трещин, сколов фарфора, стойких, не поддающихся очистке загрязнений и других дефектов.

Грязные изоляторы должны быть очищены. Чистка изоляторов металлическими щетками, скребками или иными металлическими инструментами запрещается. Большинство загрязнений удаляют с поверхности изолятора, протирая загрязненные участки сухой ветошью и тряпкой, смоченной в воде, а стойкие загрязнения (ржавчина и др.) - смоченной в соляной кислоте. Работать с применением соляной кислоты следует в перчатках из кислотоупорной резины и в защитных очках.

Изоляторы и арматуру (рис. 4) выбирают с учетом расчетных нагрузок от тяжения проводов, района гололедности (учитывается масса возможных гололедных образований на проводах), давления ветра на провода и др. При этом принимаются следующие значения коэффициента запаса прочности по отношению к разрушающей нагрузке: 2,5 при нормальном тяжении проводов и 3,0 при ослабленном тяжении проводов.

Рис. 4. Изоляторы и арматура воздушных линий до 1 кВ: а - изоляторы ТФ, РФО и ШФН, б - крюк КН-16, в - штыри ШТ-Д (для деревянных траверс) и ПГГ-С (для стальных траверс)

Деревянные опоры широко применяются при строительстве воздушных линий, особенно в районах, богатых лесами, но, как уже указывалось, деревянные опоры недолговечны, поэтому они постепенно заменяются железобетонными опорами, срок службы которых составляет 50 - 60 лет.

Железобетонные опоры воздушных линий напряжением до 1 кВ имеют коническую форму и прямоугольное или кольцевое (круглое) сечение. Для облегчения массы стойку железобетонной опоры на значительной части ее длины делают пустотелой.

Железобетонные опоры снабжены жестким металлическим каркасом из арматурной стали, повышающим механическую прочность опоры, они служат для подвески на них проводов на траверсах или крюках: в последнем случае в теле опоры при ее изготовлении оставляют отверстия для установки в них крюков.

В железобетонной опоре имеется специальный вывод, приваренный к арматуре каркаса для присоединения его к нулевому проводу линии с заземленной нейтралью. Железобетонную опору устанавливают в блочных фундаментах или непосредственно в земле с подкладкой под нее железобетонной плиты.

Оснастка железобетонных опор производится практически так же, как оснастка деревянных опор, несколько отличаясь только некоторыми второстепенными операциями. Работы по оснастке опор выполняют до их подъема и установки в котловане, что позволяет применять различные механизмы и таким образом намного облегчить труд монтажников.

Читайте также: