Стальные опоры линий электропередач
Обновлено: 08.05.2024
Стальные многогранные опоры ВЛ имеют многолетний опыт применения в мире. В Российском электросетевом строительстве многогранные опоры нашли широкое применение в последнее десятилетие благодаря реализации программы по созданию и внедрению Федеральной сетевой компанией стальных многогранных опор для ВЛ 35-500 кВ.
Область применения стальных многогранных опор ВЛ:
Стальные многогранные опоры ВЛ предназначены для поддержания проводов воздушных ЛЭП напряжением 10-500кВ, и устанавливаются в населенной и ненаселенной местности в I-V гололедных и ветровых районах, где температура воздуха может опускаться до -65°С.
Особенности производства опор ВЛ с многогранным стволом
Стальные многогранные опоры ВЛ, производятся по рабочим чертежам проектных институтов ОАО «НТЦ электроэнергетики», ОАО «ПРОМиК», ЗАО ВНПО «РОСЛЭП», ОАО «СевЗап НТЦ» из низколегированной стали С345 (09Г2С) ГОСТ 27772-88. Представляют собой конструкцию из стоек, изготовленных в форме полых усеченных пирамид, которые в сечении имеют вид правильного многогранника. Стойки собираются из отдельных секций при помощи фланцевого или телескопического соединения. Конструкции траверс могут быть изолирующего, решетчатого, или многогранного типа.
Стоимость многогранной опоры ВЛ зависит от антикоррозионного покрытия, типа траверс, а также типа фундаментной конструкции (винтовая свая, свая оболочка, многосвайный фундамент).
Преимущества использования стальных многогранных опор ВЛ:
1. Сокращение сроков строительства.
В сравнении со своими железобетонными и решетчатыми аналогами линии на многогранных опорах возводятся в 2-4 раза быстрее. Что обусловлено рядом факторов:
- сокращение количества опор в линии, за счет прочностных характеристик многогранных конструкций, и как следствие увеличенных межопорных расстояний;
- снижение трудоемкости монтажа и установки, вследствие небольшого количества сборочных единиц и веса опоры (стыковка секций лебедкой занимает у строительной бригады из 7 человек не больше часа, закрепление траверсов - 40 минут, постановка опоры на фундамент при помощи автокрана и закрепление к фундаменту, входящими в комплект болтами – 40 минут).
2. Сокращение материальных затрат.
Экономия при возведении ВЛ с использованием металлических многогранных опор достигает 12-15% по отношению к бетонным аналогам и 40-50% - к решетчатым. Этому также способствует ряд причин:
- увеличение межопорных расстояний;
- сокращение расходов на транспортировку и СМР;
- увеличение срока эксплуатации;
- относительно низкие затраты на демонтаж и утилизацию.
Кроме того, экономический эффект усиливается, если монтаж или замена опор ЛЭП осуществляются в северных или удаленных труднодоступных районах.
3. Низкая стоимость и удобство транспортировки.
Многогранные стальные опоры ВЛ отличает удобство транспортировки. Секции длиной до 12 метров размещают друг в друге (телескопическая конструкция), и перевозят стандартным транспортом. Стоимость транспортировки многогранных опор в 3-4 раза меньше, чем аналогичных железобетонных.
4. Снижение расходов на временный и постоянный землеотвод.
При строительстве линий электропередач с использованием многогранных опор стоимость землеотвода в 2 раза меньше, чем с применением решетчатых и железобетонных опор. Снижение стоимости обусловлено необходимостью меньшего землеотвода, чем под решетчатые опоры башенного типа, и большим межопорным расстоянием, чем на линиях с железобетонными опорами.
5. Адаптивность.
Прежде чем приступить к сооружению ЛЭП, проводятся геодезические изыскания, и составляется проект, в котором учитываются все особенности местности: климатические условия, рельеф, социальная значимость объекта и др. При выборе оптимального решения построения ВЛ учитывают несколько вариантов исполнения опор. Автоматизация процесса проектирования и изготовления СМО позволяет быстро подготовить производство оптимального варианта многогранной опоры ВЛ, и даже вносить изменения в проект на этапе производства конструкций.
6. Надежность.
Показатель надежности определяется несколькими факторами:
- долговечностью (срок службы решетчатых опор – 35-45 лет; бетонных – около 30 лет; многогранных – не меньше 50 лет, а оцинкованных многогранных опор – 70 лет);
- безотказностью (выход из строя ВЛ построенных на многогранных опорах, происходит значительно реже, чем на железобетонных или решетчатых опорах);
- ремонтопригодностью (катастрофических разрушений не бывает, замена узлов опоры вышедших из строя занимает минимум времени);
- сохраняемостью (сохраняет работоспособность при многократных погрузо-разгрузочных работах, длительной транспортировке или хранении конструкций).
7. Вандалоустойчивость.
Многогранный ствол опоры имеет антивандальную конструкцию.
В нашей компании Вы можете разместить заказ на изготовление многогранных опор ВЛ напряжением от 10 до 500 кВ, по рабочим чертежам соответствующих типовых серий, а также в соответствии с имеющимися у Вас чертежами стадии КМ или КМД.
Виды стальных многогранных опор:
Стальные многогранные опоры ЛЭП 6-10 кВ (проект 28.0006 ОАО «РОСЭП»)
Производство одноцепных опор повышенной надежности осуществляется по рабочим чертежам шифр 28.0006 альбом 2 ОАО «РОСЭП».
Проектом предусмотрены следующие маркировки:
- Пс10-11/Пс10-13/Пс10-15/УПс10-10/УПс10-12/Ас10-5/Кс10-5/УАс10-5/ОАс10-5/ППс10-11/ПАс10-5/ПУАс10-5 – для устройства линий электропередач напряжением 6-10кВ в вечномерзлых грунтах с сезонным оттаиванием грунта до 2—х метров;
- Пс10-12/Пс10-14/Пс10-16/УПс10-11/УПс10-13/Ас10-6/Кс10-6/УАс10-6/ОАс10-6/ППс10-12/ ПАс10-6/ПУАс10-6 – предназначены для установки в стандартных минеральных грунтах.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 6-10 кВ (проект 22.0028 ОАО «РОСЭП»)
По данному проекту изготавливаются одноцепные многогранные опоры воздушных линий электропередач ПМ10-1/ПМ10-2/УПМ10-1/АМ10-1/УАМ10-1/ОАМ10-1/ППМ10-1/ПАМ10-1/ПАМ10-2. Все конструкции одностоечные, устанавливаются непосредственно в грунт, без применения закладных фундаментов, подкосов, оттяжек и рассчитаны на использование в ЛЭП напряжением 6/10кВ.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 6-10 кВ (проект 3.407.2-181.09 ЗАО ВНПО «РОСЛЭП»)
По данному проекту изготавливаются одноцепные стальные многогранные опоры воздушных линий электропередач с маркировкой СМ10П/СМ10АУ/СМ10АО/СМ10АП/ СМ10АУ-1Р/СМ10АУ-1М. Все конструкции одностоечные, на стальных многогранных стойках, имеющих фланцевое соединение с фундаментом, и рассчитаны на использование в ЛЭП напряжением 6/10кВ. Фундамент выполнен в виде трубы с фланцем.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 35 кВ (проект 22.0098 ОАО «РОСЭП»)
По данному проекту изготавливаются двухцепные стальные многогранные опоры воздушных линий электропередач с маркировкой ПМ35-2 / ПМ35-4 / ПМ35-6 / ППМ35-4 / ППМ35-6 / ОПМ35-2 / ОПМ35-4 / ОПМ35-6 / КМ35-6 / ПКМ35-6 / УАМ35-6 / УАМ35-4 / КМ35-4 / УПМ35-4 / УПМ35-6. Опоры данного типа предназначены для прокладки воздушных линий электропередач напряжением 35кВ в районах с расчетной температурой наиболее холодной пятидневки до минус 65 °С.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 35 кВ (проект ТСК.35.01 ЗАО ДЗМК «Метако»)
По данному проекту изготавливаются двухцепные стальные многогранные опоры воздушных линий электропередач с маркировкой ПМ35-2Ф/АМ35-2Ф. Все конструкции одностоечные, на стальных многогранных стойках, имеющих фланцевое соединение с фундаментом, и рассчитаны на использование в ЛЭП напряжением 35кВ. Фундамент выполнен в виде трубы с фланцем.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 110 кВ (проекты 22.0099 и 28.0034 ОАО «РОСЭП»)
Многогранные опоры воздушных линий электропередач с маркировкой ПМ110-1/ПМ110-2/ППМ110-2/АМ110-1/УАМ110-1 изготавливаются по проекту 22.0099 ОАО «РОСЭП», двухцепные опоры с маркировкой ПМ110-4/ПМ110-6 - по проекту 28.0034 ОАО «РОСЭП». Все конструкции прямостоечные, безфланцевые, устанавливаются непосредственно в грунт, без применения закладных фундаментов, и рассчитаны на использование в воздушных ЛЭП напряжением 110кВ. Многогранная стойка опоры состоит из нескольких секций и собирается при помощи телескопического стыка при монтаже.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 110 кВ (проект 3.407.2-182.09 ЗАО ВНПО «РОСЛЭП»)
По данному типовому проекту изготавливаются стальные многогранные опоры для воздушных линий электропередач напряжением 110 кВ со следующей маркировкой:
- Одноцепные
ПМ110-1Ф4, ПМ110-1Ф, ПМ110-1ФТ, ПМ110-3Ф4, ПМ110-3Ф, ПМ110-3ФТ, ПМ110-5Ф4, ПМ110-5Ф, ПМ110-7Ф4P, ПМ110-7ФP, АМ110-1Ф, АМ110-3Ф4Т, АМ110-3Ф4, АМ110-3Ф4+5, АМ110-5Ф4, АМ110-5Ф4Р - Двухцепные
ПМ110-2Ф, ПМ110-2Ф4, ПМ110-4Ф, ПМ110-4Ф4Т, ПМ110-6Ф, ПМ110-6Ф4, ПМ110-8ФР, ПМ110-8Ф4Р, АМ110-2Ф, АМ110-4Ф4, АМ110-4Ф4Т, АМ110-4Ф4+5, АМ110-6Ф4, АМ110-6Ф4Р.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 110 кВ (разработчик ОАО «ПРОМиК»)
Украинским проектировщиком ОАО «ПРОМиК» разработаны многогранные четырехцепные опоры рассчитанные на использование в ЛЭП напряжением 110кВ. В зависимости от места установки изготавливаются четырехцепные опоры следующих маркировок:
- ПМГ110-4УР/ПМГ110-4УР+4/УМГ110-4УР – имеют вертикальное расположение цепей, и подходят для прокладки линии в условиях плотной городской застройки, а также по территории дачного или гаражного кооператива;
- ПМГ110-4/ ПМГ110-4+4/УМГ110-4а – имеют горизонтальное расположение цепей и подходят для прокладки линии в лесных массивах ценных пород.
Все перечисленные конструкции свободностоящие, одностоечные, на стальных многогранных стойках.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 220 кВ (проект 26.0069, 27.0003, 27.0009 и
28.0004 ОАО «НТЦ электроэнергетики»)
Многогранные опоры, разработанные ОАО «НТЦ электроэнергетики», предназначены для строительства ВЛ напряжением 220 кВ и имеют следующую маркировку:
- Одноцепные
ПМ220-1/ПМ220-3/ПМ220-5 – типовой проект 26.0069;
УМ220-1/УМ220-3/КМ220-1/АМ220-1 – типовой проект 27.0003;
ПМ220-1к/УМ220-1к/КМ220-1к – типовой проект 28.0002; - Двухцепные
ПМ220-2 – типовой проект 27.0009;
АМ220-2/УМ220-2/КМ220-2 – типовой проект 28.0004.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 220 кВ (разработчик ОАО «СевЗап НТЦ»)
Двухцепные концевые опоры 2МК220, 2МК220+8,5 на базе стальных многогранных стоек разработаны ОАО «СевЗап НТЦ», имеют вертикальное расположение цепей, и устанавливаются на ВЛ 220 кВ в местах перехода воздушной линии в кабельную. Одностоечная конструкция опоры имеет фланцевое соединение с фундаментом и телескопические стыки между секциями. Траверсы выполнены многогранными.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 220 кВ (разработчик ЗАО ДЗМК «Метако»)
Многогранные одноцепные опоры ПБМ220-1/ПМ220-1ф и двухцепные опоры ПМ220-2Т/ПБМ220-2/ПМ220-2ф/ПМ220-2ф4/ПМ220-8ф разработаны ЗАО ДЗМК «Метако» для использования при строительстве современных воздушных линий электропередач напряжением 220кВ.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 220 кВ (разработчик ОАО «ПРОМиК»)
Украинским проектировщиком ОАО «ПРОМиК» разработаны многогранные многоцепные опоры рассчитанные на использование в ЛЭП напряжением 220кВ.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 330 кВ (20002тм, 20003тм, 20016тм ОАО «СевЗап НТЦ»)
Для строительства воздушных линий электропередачи напряжением 330кВ институтом ОАО «СевЗап НТЦ» разработана линейка современных многогранных опор различной конструкции и функционального назначения:
- Одностоечные свободностоящие многогранные промежуточные опоры МП330-1/МП330-2 – изготавливаются по рабочим чертежам типового проекта 20002тм (т.1/4/10/17)
- Одностоечные свободностоящие многогранные угловые опоры МУ330-1/МУ330-3/МУ330-5/МУ330-2/МУ330-4/МУ330-6 – изготавливаются по типовому проекту 20003тм (т.2/7);
- Двухстоечные промежуточные многогранные опоры с внутренними связями портального типа 2МП330-1В – по типовому проекту 20016тм;
- Трехстоечные свободностоящие многогранные угловые опоры 3МУ330-1/3МУ330-1+5 – по рабочим чертежам типового проекта 20016тм (т.8/13/16/21).
Стальные многогранные опоры ЛЭП 330 кВ (разработчик ОАО «ПРОМиК»)
Для переходов через водные преграды при строительстве ВЛ 330кВ Украинским проектировщиком ОАО «ПРОМиК» разработаны современные двухцепные многогранные переходные опоры АПМ330-2.50, АПМ330-2.70. Ствол опоры имеет многогранную конструкцию, состоит из большего количества секций, собираемых между собой с помощью фланцевого соединения. Траверсы выполнены в виде пространственных решетчатых конструкций на болтовых соединениях. Расположение цепей вертикальное.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 500 кВ (разработчик ОАО «ПРОМиК»)
Для электросетевого строительства Украинским проектировщиком ОАО «ПРОМиК» разработана линейка современных многогранных опор портального типа с внутренними связями следующих маркировок:
Все разработанные опоры одноцепные, и рассчитанны на использование при строительстве воздушных линий электропередачи напряжением 500кВ.
Стальные многогранные опоры ЛЭП 500 кВ (проект 20017тм ОАО «СевЗап НТЦ»)
Стальные многогранные опоры ЛЭП 500 кВ (проект 20017тм ОАО «СевЗап НТЦ»)
Для строительства воздушных линий электропередачи напряжением 500кВ институтом ОАО «СевЗап НТЦ» разработана линейка современных многогранных опор различной конструкции и функционального назначения:
Стальные опоры линий электропередач
В настоящий момент, помимо решетчатых опор из стального уголка, в России и в странах СНГ все большее применение получают стальные многогранные и гнутые опоры ВЛ.
История применения и эксплуатации металлических опор ЛЭП на территории постсоветского пространства насчитывает более половины века. Впервые 2-цепная ВЛ напряжением 110кВ с применением решетчатых опор из стального уголка появилась в России в 1925 году. В последующие годы, в связи с развитием электроэнергетики, потребовались опоры, способные максимально противостоять негативному влиянию окружающей среды, простые в монтаже и транспортировке, долговечные и легкие в обслуживании. Именно такими характеристиками обладают, внедряемые в последнее десятилетие, улучшенные многогранные стальные конструкции и опоры ЛЭП из гнутого профиля.
Классификация стальных опор
По назначению
- Промежуточные опоры удерживают вес проводов и тросов и не рассчитаны на горизонтальные нагрузки. Используются внутри прямых участков ВЛ.
- Анкерные опоры компенсируют разность тяжения проводов смежных пролетов в местах установки переходных опор, местах изменения сечений провода. Используются на прямых участках ВЛ.
- Угловые опоры компенсируют боковые суммарные нагрузки от тяжения проводов при повороте трассы. Устанавливаются в местах поворота трассы ВЛ. Для угла поворота до 30° применяют промежуточные угловые опоры, для угла более 30° - анкерно-угловые опоры с соответствующим креплением проводов.
- Концевые опоры компенсируют одностороннее тяжение проводов и тросов в конце линии. Устанавливаются на концах трассы ВЛ.
- Переходные опоры используют для перехода ВЛ через естественные преграды и инженерные сооружения.
- Транспозиционные опоры используют для смены расположения проводов на опорах ВЛ.
- Ответвительные опоры используют для организации ответвлений от ВЛ.
- Перекрестные опоры используют для реализации пересечения двух ВЛ.
По конструкции
- Опоры ВЛ с оттяжками
- Свободностоящие опоры
- Повышенные и пониженные опоры
По количеству цепей
- Одноцепные
- Двухцепные
- Многоцепные
Номенклатура поставляемых стальных опор ЛЭП
Наша компания поставляет стальные опоры, имеющие самые разные конструктивные особенности. Для размещения заказа на изготовление и поставку металлических опор ВЛ достаточно указать маркировку типовой опоры или передать чертежи КМ (КМД) для изготовления нетиповых опор. Все опоры производятся в заводских условиях согласно проектам, разработанными ведущими научными институтами страны. Цена на опоры ЛЭП будет зависеть от ее назначения, модификации, прочности и долговечности.
Стальные решетчатые опоры ЛЭП
Металлические решетчатые опоры ЛЭП представляют собой пространственные решетчатые конструкции из стального проката и используются для строительства ВЛ напряжением 35-1150 кВ. Соединения таких элементов могут быть двух типов: болтовые или сварные. Тип соединения во многом определяется условиями последующей эксплуатации, и влияет на способ транспортировки на место строительства линии ВЛ. Так, сварные конструкции считаются более надежными и простыми в установке, но при этом, из-за габаритов, существенно затруднена их доставка на объект. Унифицированные опоры ЛЭП на болтовых соединениях – удобны для транспортировки и для горячего оцинкования, но более трудоемки в монтаже.
Решетчатые стальные опоры ВЛ производятся из низколегированного стального проката марки 09Г2С или углеродистой стали марки Ст3 в соответствии с требованиями ГОСТ 27772-88. Все поставляемые опоры ЛЭП, обрабатываются от коррозии горячей оцинковкой или покрываются специальным цинконаполненным композитом.
Стальные многогранные опоры ЛЭП
Многогранные опоры ЛЭП устанавливаются при прокладке линий электропередач напряжением 10-500 кВ. Могут эксплуатироваться в I-V гололедно-ветровых районах, а также в населенных пунктах и за их пределами при условии, что температура воздуха в этих районах опускается до 65 градусов.
Многогранные опоры ВЛ полые внутри, состоят из одной или нескольких стоек многогранного сечения в виде усеченных пирамид. Элементы стоек крепятся друг с другом при помощи фланцевого или телескопического соединения. Многогранные опоры проектируются и изготавливаются с различными траверсами. Конструкции траверс могут быть многогранными, решётчатыми или изолирующими. Опоры и траверсы производятся из металлопроката марки С345 в соответствии с ГОСТ 27772-88. Обработка от коррозии осуществляется путем горячего оцинкования или покрытия цинкосодержащим композитом.
Стальные опоры ЛЭП из гнутого профиля
Металлические опоры ВЛ из гнутого профиля применяются при прокладке линий с напряжением 6/10/35 кВ. Монтаж опор ЛЭП такого типа разрешается в I-VII гололедно-ветровых районах с давлением ветра до 1000 Па и толщиной обледенения до 25мм.
Изготовление опор ЛЭП из гнутого профиля для районов с расчетной температурой до -40°С осуществляется из углеродистой стали С245 или низколегированного металлопроката марки С345 для районов до -65°С. Все выпускаемые опоры из гнутого профиля одностоечные. Все конструкции стальных стоек, траверс, подкосов, подставок выполнены цельносварными для уменьшения сборочных единиц при монтаже. Крепление опор к трубным фундаментам производится с помощью фланцевого или цангового соединения.
Защита от коррозии проводится горячим оцинкованием или покрытием цинкосодержащим композитом.
Металлические опоры воздушных линий электропередачи (ЛЭП)
Область применения металлических опор воздушных линий электропередачи (ЛЭП), в основном, определяется рядом существенных преимуществ, выгодно отличающих опоры из металла от опор из дерева и железобетона.
Преимущества металлических опор по сравнению с деревянными следующие:
Больший срок службы ;
Способность противостоять огню и разрушениям от грозовых разрядов в опору ;
Возможность крепления значительно большего числа проводов и практически неограниченная высота опоры ;
Высокая эксплуатационная надежность и простота обслуживания ;
Лучшие условия для заземления и подвески защитных тросов ;
Лучшее архитектурное оформление опоры ;
Большая сборность, позволяющая изготовление целых основных элементов опор или отдельных секций на заводах, что существенно уменьшает трудоемкие работы на трассе. Кроме того, металлические опоры при одинаковых нагрузках и высоте примерно легче деревянных и железобетонных.
Недостатками металлических опор являются:
Необходимость их периодической окраски для предохранения от ржавления ;
Слабое использование грузоподъемности транспортных средств при перевозке опор ;
Необходимость выполнения на трассе специальных работ (сборка, рассверловка и иногда сварка металлических конструкций), что требует наличия квалифицированной рабочей силы разных специальностей и усложняет монтаж ;
Увеличение начальных затрат на сооружение линии.
Опоры из металла выполняются:
на линиях, где требуется высокая эксплуатационная надежность, большой срок службы опоры, а также при двухцепных линиях;
на больших переходах через различные инженерные сооружения или через реки;
в городских и промышленных местностях и в горных районах, где деревянные опоры не размещаются из-за больших размеров в плане.
Конструктивные элементы металлических опор
Металлическая опора состоит из следующих четырех основных конструктивных элементов:
основной колонны или ствола опоры ;
тросостоек или рогов опоры.
Фундамент опоры служит для закрепления ее в фунте и обеспечивает устойчивость опоры. В отдельных случаях фундаменты опор выполняются металлическими.
Основная колонна, являясь опорой для прикрепления траверс и тросостоек на определенной высоте от земли, воспринимает все внешние нагрузки от проводов и тросов и передает их на фундамент.
По конструкции основная колонна, или ствол опоры, представляет собой легкую решетчатую пространственную ферму прямоугольного или квадратного сечения. Почти во всех типах опор размеры поперечного сечения колонны опоры уменьшаются по направлению от низа к верху.
Пространственная ферма, служащая стволом опоры, состоит из:
четырех основных стержней (ребер), называемых поясами, несущими большую часть нагрузки;
системы вспомогательных стержней, или решеток, расположенных в четырех гранях опоры и связывающих между собой пояса;
нескольких систем горизонтальных связей, располагаемых в отдельных поперечных сечениях опоры и называемых диафрагмами.
Места соединения стержней решетки с поясом или между собой называются узлами. Центром узла называют точку пересечения продольных осей стержней, сходящихся в данном узле.
Металлическая промежуточная двухцепная опора
Часть пояса, расположенная между двумя соседними узлами, называется панелью, а расстояние между центрами этих узлов — длиной панели.
Решетки и грани колонны различают по их положению относительно оси линии.
Поперечными или фасадными гранями (решетками) называют грани опоры, располагаемые поперек оси линии, а продольными или боковыми — грани, параллельные оси линии.
Часто решетки двух граней колонны, или даже всех четырех, имеют одинаковую конфигурацию (схему).
Траверсы опоры предназначаются для прикрепления к опоре проводов при помощи изоляторов с арматурой на определенном расстоянии между собой и от ствола опоры.
В большинстве конструкций 35 и 110 кВ опор траверсы выполняются из уголков в виде небольших консольных конструкций треугольной формы, прикрепляемых к стволу опоры. Реже траверсы делаются из швеллеров. Часто траверсы имеют форму длинных пространственных ферм квадратного или прямоугольного сечения.
Тросостойки, или рога, служат для крепления защитных тросов па определенном расстоянии над проводами. Они выполняются в виде легких конструкций, образующих верхнюю часть опоры.
Пространственные фермы, образующие основные части опор, отличаются от обычных строительных металлических ферм:
легкостью осей конструкции, состоящей из стержней, выполняемых почти исключительно из одиночных уголков, часто мелких и средних профилей;
увеличенной в 1,5 — 2 раза гибкостью как отдельных стержней, так и всей фермы в целом;
значительными поперечными размерами фермы и большой ее высотой.
Вследствие отмеченных особенностей металлические конструкции опор воздушных линий электропередачи имеют малый объемный вес, что создает при перевозке низкий коэффициент использования грузоподъемности транспортных средств. Кроме того, наличие в конструкции мелких уголков, с повышенным коэффициентом гибкости, создает значительные трудности сохранения их от повреждений при погрузке, разгрузке и перевозке.
В процессе изготовления и монтажа металлических опор способ соединения стержней имеет не меньшее производственное значение, чем тип конструкции. Как в заводских, так и к монтажных узлах металлических опор применяются следующие соединения стержней:
Способ соединения выбирается в техническом проекте, а при рабочем проектировании опор разрабатываются соответствующие конструкции узлов. Это обстоятельство строительствам следует учитывать и своевременно решать вопрос о способе соединений, наиболее отвечающем условиям сооружения данной линии.
Заклепочные соединения ранее были одним из основных способов соединения стержней в опорах, а в настоящее время, по производственным соображениям, полностью заменены сваркой или болтами не только на монтаже, но даже при заводском изготовлении.
Сварку является одним из распространенных способов соединения стержней при сооружении металлических опор. Небольшая стоимость сварки в заводских условиях, значительное упрощение процесса изготовления сварных конструкций и некоторое снижение их веса обуславливают широкое применение этого способа соединений, имеющего существенные преимущества перед другими.
При изготовлении металлических опор соединение стержней производится почти исключительно электродуговой сваркой. Значительные затруднения с доставкой на пикеты линии сварочных агрегатов, затраты жидкого горючего и обслуживание агрегата квалифицированным персоналом, а также необходимость кантовки при сварке конструкций ограничивают возможность применения сварки на монтаже.
Болтовые соединения используются при монтаже опор на линиях из-за затруднений с производством клепки и электросварки на пикетах.
Использование болтовых соединений в монтажных узлах опор обусловлено рядом следующих преимуществ их перед клепкой и сваркой:
большое упрощение процесса монтажа опор, при котором не требуется кантовки конструкций, специальных инструментов, оборудования или механизмов ;
возможность выполнения болтовых соединений без применения квалифицированной рабочей силы (клепальщиков или сварщиков) ;
существенное уменьшение затраты времени на сборку опор.
К недостаткам соединений на черных болтах относятся:
некоторое снижение надежности болтового соединения против сварного или клепаного, за счет неравномерного распределения усилий между болтами;
значительная затрата метизов (болты, гайки и шайбы), количество и размеры которых больше, чем в равнопрочных клепаных соединениях.
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 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.
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.
Читайте также: