Для обеспечения электроэнергией населенных пунктов, коттеджных поселков, производственных комплексов, жилых микрорайонов применяются воздушные линии электропередач. Основным несущим элементом ЛЭП, обеспечивающим надежность, долговечность линии, ее способность воспринимать ветровые и снеговые нагрузки являются опоры, установленные с определенным шагом. При этом материал, высота, сечение, конструктивные особенности, а также дополнительная оснастка выбираются в зависимости от электротехнических характеристик линии, расположения опоры, грунтов и климата региона, где располагается ЛЭП.
Содержание
- Виды опор ЛЭП по назначению
- Виды опор по материалу
- Маркировка опор
- Примеры обозначений опор
- Достоинства опор ЛЭП
- Недостатки
- Особенности опоры ЛЭП для городской застройки
Классификация опор ЛЭП по назначению
Линии электропередач представляют собой опоры, к которым через изоляторы закреплены силовые провода по которым пропущен электрический ток напряжением от 0,4 до 1000 кВ. Опоры ЛЭП предназначены для подвески проводов на определенной высоте и сохранения их постоянного уровня вне зависимости от климатических воздействий. Они могут быть одно-, двух- и многоцепными (по количеству параллельно размещенных на траверсах цепей), свободностоящими и с оттяжками, а кроме этого классифицируются по расположению в составе сети и могут быть:
- промежуточными, предназначенными для подвески проводов на определенной отметке на прямолинейных участках сети. Такие опоры рассчитаны на восприятие только вертикальных нагрузок от веса проводов и конструкций их крепления. В воздушных линиях электропередач количество промежуточных опор доходит до 90%.
- угловыми, которые располагаются в точках поворота ЛЭП. При повороте на угол до 30° используются промежуточные угловые опоры, а при повороте более чем на 30° - угловые анкерные. Рассчитываются на несимметричное натяжение проводов соседних пролетов;
- анкерными (переходными), которые располагаются перед естественным или техногенным препятствием: оврагом, водоемом, наземным трубопроводом или другими инфраструктурным объектом. Рассчитываются на повышенные нагрузки, вызванные увеличением пролета между опорами и веса проводов;
- концевыми, расположенными в начале и конце сети у подстанций и воспринимающими одностороннюю горизонтальную нагрузку от натяжения проводов;
- транспозиционными – специального назначения, предназначенными для использования в точках ответвлений от основной воздушной линии или при смене порядка проводов. Такие опоры применяются в регионах с повышенной ветровой нагрузкой, а также в местах пересечения с другими ЛЭП.
Конструктивные решения опор воздушных линий электропередач конкретного назначения зависят также и от материала, из которого они изготавливаются.
Виды опор ЛЭП по материалу
В зависимости от высоты опоры, а также от номинального напряжения в сети, опоры ЛЭП могут изготавливаться из различных материалов:
- для устройства ЛЭП напряжением 0,4 – 10 кВ и 20 кВ могут применяться деревянные опоры, преимущественно из цельных бревен хвойных пород. Опоры такого вида значительно дешевле стальных и железобетонных, тем более, если они изготавливаются из местной древесины. Однако, деревянные столбы менее долговечны, они подвержены негативному влиянию солнечных лучей, атмосферных осадков, вредных насекомых, перепадов температур и других факторов. Снизить их влияние помогут специальные пропитки, мастики и смолы, которые повышают срок службы деревянных опор ЛЭП до 20 – 25 лет. Деревянные опоры ЛЭП чаще всего имеют А и П – образную конфигурацию;
- при прокладке линий электропередач напряжением от 10 до 1150 кВ используются опоры из стальных профилей на болтовых или сварных соединениях. Марка стали для изготовления опор принимается в зависимости от минимальной температуры воздуха. Стальные опоры могут представлять собой решетчатую пространственную конструкцию в форме усеченной пирамиды, сварной шести- или восьмигранной призмы, а также изделия из гнутого стального профиля или круглой трубы. Металлические опоры требуют регулярного ремонта защитного антикоррозийного покрытия;
- для устройства опор ЛЭП напряжением до 500 кВ во многих случаях используются железобетонные столбы длиной до 26 м, имеющие форму усеченного конуса с малым уклоном образующей ствола. В зависимости от технологии изготовления выпускаются вибрированные опоры СВ, применяемые для ЛЭП с напряжением до 35 кВ, а также центрифугированные опоры ЛЭП, используемые также для линий электропередач с напряжением более 35 кВ. При центрифугировании бетона устраняются весь воздух, сохранившийся в залитой в форму смеси. Железобетонные опоры хорошо воспринимают внешние воздействия – температурные перепады, воздействие агрессивных газов, устойчивы к коррозии. Вместе с тем, они обладают большой массой, затрудняющей их транспортировку к месту назначения и установку в проектное положение. В то же время срок службы железобетонных опор составляет от 60 до 80 лет
В большинстве случаев деревянные и железобетонные опоры линий электропередач устанавливаются в скважины Ø 650 мм и засыпаются местным грунтом с послойным уплотнением. Стальные опоры, обладая небольшим весом, монтируются на анкерные болты, входящие в железобетонный фундамент, заглубленный в грунт. Площадь фундамента рассчитывается исходя из величины момента от ветровой нагрузки, действующей на опору. Геометрические размеры фундаментов, глубина их заложения и конкретная привязка к местности определяется в ходе разработки проекта прокладки линии электропередач.
Маркировка опор ЛЭП
Значительное количество типоразмеров опор ЛЭП предполагает достаточно подробную маркировку, позволяющую определить конкретное назначение каждой из них. Принятая маркировка включает в себя:
| Обозначение опоры |
Назначение опоры |
Марка опоры |
Расшифровка марки |
| П | Промежуточная |
П, ПС |
промежуточная |
| ПУ, ПУС |
угловая |
||
| ПВС |
с внутренними связями |
||
| ПП |
переходная |
||
| К |
Концевая |
К, КС |
концевая |
| У |
Анкерно-угловая |
У, УС |
угловая |
| О |
Ответвительная |
О |
ответвительная |
- материал опоры:
- номинальное напряжение ЛЭП;
- типоразмер опоры и количество на ней цепей: нечетная цифра – одноцепная, четная – двухцепная.
Б - железобетонные;
Д – деревянные;
М – металлические многогранные (металлические решетчатые обозначения не имеют);
- ППМ110-2 - промежуточная металлическая многогранная двухцепная опора для ЛЭП 110 кВ второго типоразмера;
- ПБ110-1 – промежуточная бетонная одноцепная опора для ЛЭП 110 кВ первого типоразмера;
- КД220-1 – концевая деревянная одноцепная опора для ЛЭП 220 В первого типоразмера;
- У500-2 – угловая анкерная металлическая двухцепная опора для ЛЭП 500 кВ второго типоразмера;
- УОС10-1 – угловая анкерная ответвительная металлическая одноцепная опора для ЛЭП 10 кВ первого типоразмера.
Выбор конструкции опор производится проектной организацией на основе трассировки воздушной линии электропередач, а также анализа климатических и природных условий похождения трассы.
Достоинства и недостатки опор ЛЭП из разных материалов
Во многих случаях ЛЭП можно проложить, используя железобетонные, металлические или деревянные опоры. Поэтому важно знать достоинства и недостатки конструкций из этих материалов с тем, чтобы обосновать выбор вида опоры.
К преимуществам железобетонных опор линий воздушных электропередач можно отнести:
- долговечность конструкции, достигающую 50 – 70 лет при эксплуатации в нормальных климатических условиях;
- возможность эксплуатации при низких температурах, способность воспринимать прямые солнечные лучит, атмосферные осадки, перепады температур от -55°С до + 55°С;
- отсутствие вреда окружающей среде, экологическая чистота;
- отсутствие коррозионных процессов и соответственно необходимости регулярного возобновления антикоррозийной защиты;
- высокая механическая прочность, позволяющая воспринимать значительные горизонтальные и вертикальные нагрузки;
- демократичная стоимость изделий;
- несложный монтаж и минимальные требования по качеству установки опор;
- огнестойкость негорючих конструкций.
В то же время, железобетонные опоры обладают большим весом, что затрудняет их доставку на отдаленные строительные площадки. Однако несмотря на это, прокладка воздушных линий электропередач на железобетонных опорах оказывается во многих случаях экономически выгодной.
Монтаж большинства высоковольтных линий электропередач выполняется на металлических опорах. Востребованность конструкций такого типа объясняется следующими причинами:
- долговечностью;
- прочностью и надежностью;
- относительно небольшим весом и соответственно снижением затрат на устройство фундаментов, а также возможностью использовать при монтаже автокраны меньшей грузоподъемности;
- возможностью поставки опор на монтажную площадку отправочными марками с укрупнительной сборкой опоры по месту. Это значительно упрощает логистику и доставку металлоконструкций на трассу;
- минимальным объемом земляных работ для устройства фундамента.
С другой стороны опоры ЛЭП из металлоконструкций не свободны от недостатков, в частности:
- для сборки опор из отдельных элементов необходимы квалифицированные работники;
- при устройстве фундаментов требуется высокая точность при установке анкерных болтов;
- высокая стоимость металлоконструкций;
- необходимость периодического восстановления антикоррозийной защиты металлоконструкций.
Небольшой вес и простота доставки металлоконструкций опор ЛЭП вполне оправдывают высокую стоимость стальных конструкций.
ЛЭП с номинальным напряжением 110 и 220 кВ по-прежнему прокладываются преимущественно на деревянных опорах. Спрос на деревянные столбы объясняется:
- низкой стоимостью;
- простотой монтажа и эксплуатации;
- неприхотливость при транспортировке, складировании и монтаже;
- долговечность, достигающая 40 лет при нормальных условиях эксплуатации;
- экологическая чистота;
- несложная утилизация;
- возможность оптимальной загрузки автотранспорта.
В то же время древесина должна быть обработана антисептиками и антипиренами, причем эта обработка должна периодически повторяться.
Основным фактором, определяющим величину горизонтальных и вертикальных нагрузок на опору, а соответственно влияющим на выбор ее конструктивной схемы, а также на материал из которого она изготавливается является пролет:
| Материал опор |
Номинальное напряжение, кВ |
Пролет, м |
| Деревянные |
0,4 – 1,0 |
30 - 75 |
| 35 – 220 |
100 – 200 |
|
| Железобетонные |
35 – 110 |
250 |
| 220 - 500 |
300 – 400 |
|
| Металлические |
110 |
300 |
| 220 - 750 |
400 - 450 |
Конкретная величина пролетов устанавливается проектом в зависимости от величины снеговых, ветровых и гололедных нагрузок климатического района прокладки линии воздушной электропередачи.
Опоры ЛЭП для городской застройки
В условиях высокоплотной городской застройки во многих случаях используются подземные кабельные системы, а при необходимости устройства воздушных линий электропередач чаще всего применяются железобетонные опоры. Такой выбор обусловлен минимальной площадью, которую они занимают, простотой и скоростью их монтажа.
При использовании стальных решетчатых опор необходимо сначала забетонировать фундамент, дождаться достижения им достаточной прочности, выполнить укрупнительную сборку опоры и только после этого смонтировать готовую конструкцию. Для железобетонных стоек достаточно механическим способом пробурить скважину проектной глубины и диаметра и за один подъем смонтировать опору с подъехавшего транспортного средства. После этого заполнить скважину бетоном и установить временные растяжки, фиксирующие опору до его полного твердения. Для угловых и анкерных опор по такой же технологии устанавливаются подкосы.
Железобетонные опоры круглого сечения армируются как ненапряженной, так и предварительно напряженной арматурой и могут изготавливаться по двум технологиям:
- виброуплотнения, когда армированная и заполненная бетоном форма устанавливается на вибростол, где и производится уплотнение бетонной смеси до регламентированного состояния. Применяется для опор ЛЭП с номинальным напряжением до 35 кВ;
- центрифугирования, при котором уплотнение бетона производится за счет вращения в центрифуге армированной и заполненной бетоном формы. Изготовленные таким методом опоры используются при прокладке ЛЭП напряжением более 35 кВ.
Железобетонные опоры, изготовленные по технологии центрифугирования имеют марки СК, СЦП, СЦ, а опоры с виброуплотненным бетоном – марку СВ.
Немалым спросом пользуются многогранные опоры из низколегированной стали, предназначенные для использования в населенной и ненаселенной местности, на линиях электропередач напряжением от 10 кВ до 500 кВ. В зависимости от исполнения такие опоры могут применяться в климатических районах с температурой до -65°С, а также с различной ветровой и гололедной нагрузкой.
Промежуточные и анкерные многогранные опоры высотой до 102 м имеют в горизонтальном сечении форму правильного многоугольника, а в вертикальном – пустотелой усеченной пирамиды.
У нас в наличии имеются опоры следующих видов: СВ 110-5, СВ 95-2 и СВ 95-3, СВ 164-12 и другие. Любые вопросы по ассортименту или по статье направляйте любым удобным Вам способом (см. раздел "Контакты").