Габаритные размеры опор воздушных линий электропередачи

Содержание

Характеристики железобетонных стоек ЛЭП

⇒Железобетонные столбы изготавливаются разных марок и обозначаются таким образом, например, стойка бетонная СВ 95-2, где 95 – длина стойки в дециметрах, а 2 – условная несущая способность.

Согласно ГОСТ 23009-78 стойки изготавливаются следующих типоразмеров:

L – 9,5 метров (СВ 95)
L – 10,5 метров (СВ 105)
L – 11 метров (СВ 110)
L – 16,4 метра (СВ 164)

Они различаются также по методу армирования, от которого зависит несущая способность.

Стойки опор ЛЭП СВ 95

Ж/б опоры СВ 95 широко применяются для прокладки и монтажа сетей с напряжением 0,4 кВ и для прокладки линий связи. Они преимущественно используются для подключения к электросетям дачников, при установке дополнительного электростолба. Для их изготовления используется тяжелый бетон (класс В30), который соответствует нормативам ГОСТ 26633-91. В качестве наполнителя данного бетона производители применяют гранитный щебень с показателем прочности не менее M 1200 – M 1400, морозоустойчивости F 300.

Стойки СВ 95 могут эксплуатироваться при температуре, достигающей -55 градусов Цельсия. Они успешно эксплуатируются в районах I-V категории и могут устанавливаться там, где сейсмичность не превышает 7 баллов по шкале Рихтера. Железобетонные опоры ЛЭП СВ 95.2 и СВ 95.3 оснащаются закладными изделиями, необходимыми для того, чтобы выполнять крепление конструкций и осуществлять присоединение необходимых элементов заземления. Данные стойки сужаются кверху и их длина составляет 9,5 метров. Сечение опор прямоугольное и равняется: в основании высота – 240 мм, вверху – 165 мм, ширина в основании и вверху одинаковая – 150 мм. Вес стойки равен 750 кг.

Железобетонный столб СВ-95 на предприятии — изготовителе снабжается закладными железными изделиями, предназначенными для присоединения конструкций и деталей заземления.

Стойки СВ 110

Железобетонные стойки СВ 110 предназначены для линий электропередач напряжением до 10 кВ. Они могут устанавливаться также и для линий связи. Ж/б столбы СВ 110 устойчивы к воздействию агрессивной среды, низкой и высокой температуры и могут с успехом устанавливаться в районах с повышенной степенью пожарной опасности.

Столбы железобетонные СВ 110 также находят свое применение и в качестве опор для освещения. Их изготовление ведется с применением тяжелого бетона методом вибропрессования. Данные бетонные смеси обладают классом прочности на сжатие В30.

Длина стоек СВ 110-3,5 и СВ 110-5 составляет 11 метров. В основании опоры высота равна 280 мм, а вверху высота составляет 165 мм. Ширина основания равна 170 мм, верхняя часть составляет 175 мм. Вес бетонной опоры равен 1150 кг. Стойки СВ 110-3,5 имеют расчетный изгибающий момент 35 кНм, а СВ 110-5 соответственно 50 кНм.

Железобетонные опоры СВ 110 изготавливаются из тяжелого бетона, обладающего следующими характеристиками:

Марка прочности – M 400
Морозостойкость – F 200
Водонепроницаемость – W 6

Каждая из них снабжена закладными металлическими изделиями, предназначенными для закрепления конструкций и подсоединения деталей конструкции заземления и изготавливается в строгом соответствии со стандартами ГОСТ и ТУ.

Все опоры в обязательном порядке имеют сертификат соответствия и паспорт качества.

Таблица А.9

Состояние опор воздушной линии электропередачи

(металлическая опора)

Металлическая опора

№ опоры

Тип опоры

Дефект металлоконструкций

Коррозионное поражение

Дефект оттяжек опор

Примечание

Деформация элементов (уголков)

Отрыв/отсутствие уголков

Местное ослабление поперечного сечения несущего элемента, % потери сечения

Дефекты сварных швов

Дефекты болтовых соединений

Нарушение контакта с фундаментом

Коррозия металлоконструкций, %; коррозионные потери сечения

Щелевая коррозия в местах соединений металлических элементов с появлением трещин и разрушением сварных швов

Трещины, коррозионные потери сечения анкерных болтов и петель анкерных плит, % потери сечения анкерных болтов/петель

Коррозия металлических деталей опоры

Отсутствие соосности стоек и подножников у опор с оттяжками

Дефекты болтовых соединений оттяжек

Изменение тяжения в оттяжках

Повреждение оттяжек опор, внутренних связей железобетонных опор, нарушение креплений оттяжек к опоре и к фундаментам, неисправность устройств регулирования длины оттяжек

Уменьшение площади поперечного сечения оттяжки (обрывы проволок, коррозия), % уменьшения сечения

<а> Прочие дефекты вносят в таблицу в виде примечаний к опоре.

Установка

Правила установки железобетонных опор определяются ГОСТами и СНиП и одинаковые как для Москвы, так и для других регионов России.

На очищенной от посторонних предметов ровной площадке собирают опору. Для тяжелых конструкций 35 кВ и больше привлекают такелажников.

Чаще всего монтаж осуществляется с использованием технологических карт, которые содержат последовательность операций, нужные приспособления, выкладку деталей (ригелей, траверс, стоек).

Порядок сборки изготовленных из вибрированных стоек одностоечных опор для линий электропередач до 10 кВ:

Для того чтобы закрепить траверсу и заземляющий спуск, поднимают вершину изделия. Раскосы и траверсы надевают на болты, устанавливают гайки и затягивают.
Перед установкой изоляторов набивают колпачки из полиэтилена. Монтируют изоляторы, гайки кернят.
В завершении устанавливается плакат-трафарет, где указан год установки, порядковый номер.

Опоры поднимают с помощью крана, вертолета или методом наращивания. Перед установкой проверяется правильность подготовки фундамента и котлованов.

Для различных линий используют опоры разного типа и размера.

ВЛ до 1 кВ

На воздушных линиях менее 1 кВ ставят опоры:

одностоечные свободностоящие унифицированные промежуточные;
А-образные концевые, анкерные, угловые;
одностоечные с подкосами;
сборные из вертикальных стоек, установленных рядом.

Возможна сборка и установка железобетонных опор из вибрированных стоек, которые делаются на подвеску 2-4 проводов радио и от 2 до 9 проводов воздушной линии.

Такие конструкции имеют траверсы из стали. Их используют и как опоры освещения, размещая на них светильники, кронштейны для ответвлений, муфты кабельные.

ВЛ до 10 кВ

Для воздушных линий от 6 до 10 кВ осуществляют монтаж изделий одностоечных с подкосами и промежуточных, анкерных, концевых и угловых — А-образных.

Конструкции из вибрированных столбов СНВ имеют траверсу, которая сделана для подвески 3 проводов до 120 мм² из алюминия.

На анкерных и угловых с подкосами одностоечных опорах стальные траверсы ставят для проводов каждой фазы.

На промежуточных одностоечных опорах из центрифугированных стоек ставят верхушечные штыри и траверсы из дерева 80*100 мм.

ВЛ 35-500 кВ

На линиях 35 кВ и выше используют портальные и одностоечные свободностоящие унифицированные с оттяжками опоры.

Их конструктивными частями служат тросостойки, траверсы и столбы, которые имеют асфальтобитумную гидроизоляцию.

Для исключения доступа влаги в стойку ставят крышки-заглушки, нижняя из которых является дополнительным способом увеличить площадь опирания и прочность закрепления конструкции в грунте.

В верхней части столба для крепления траверс имеются отверстия. Заземляющий спуск проложен внутри бетона.

Сцепная арматура (скобы и серьги) крепят с помощью валиков, хомутов и специальных скоб, установленных в отверстия, имеющиеся в тросостойках и траверсах. К столбам металлические тросостойки прикрепляют хомутами.

Опоры с металлическими траверсами портальные одностоечные ставят на линии электропередачи 330-500 кВ в качестве промежуточных.

Для линии 35-220 кВ применяют промежуточные конструкции с цилиндрическими и коническими стойками, 2- или 1-цепные, свободностоящие одностоечные.

Анкерные угловые сооружения делают в виде железобетонных изделий с оттяжками для ВЛ 35-110 кВ.

Железобетонные опоры

При промышленном процессе изготовления являются наиболее оптимальным вариантом для воздушных линий как до 1000 В, так и выше 1000 В. Применение железобетонных опор резко снижает эксплуатационные расходы, так как они практически не требуют ремонта. В настоящее время, практически повсеместно, при сооружении воздушных линий 6-10 кВ и до 110 кВ применяют железобетонные опоры. Особенно широкое распространение они получили в городских сетях до и выше 1000 В. Железобетонные опоры могут выполнятся как монолитными (литыми), так и в виде сборок, которые собираются непосредственно на месте монтажа. Прочность их зависит от способа уплотнения бетона, которых два – центрифугование и вибрирование. При использовании способа центрифугования получается хорошая плотность бетона, которая, впоследствии, оказывает хорошее влияние на готовое изделие.

На воздушных линиях электропередач применяют специальные, анкерные, угловые, концевые, промежуточные опоры.

Установка опор краном и трактором

Установка опор с помощью крана и трактора имеет два варианта:

Установка стационарным краном и трактором;
Установка трактором и краном на колесной базе.

Установка стационарным краном и трактором

Опора укладывается по оси ВЛ. Тяговые тросы крепятся к низу и верху опоры;
Нижний трос крепится к лебедке трактора. Кран стоит у котлована и им опора поднимается над землей. При этом лебедкой трактора удерживается низ опоры. В таком «подвешенном виде» опору опускают в котлован;
Нижний трос открепляется от лебедки трактора. Теперь к лебедке крепится верхний трос, который начинает натягиваться;
Когда ослабнет трос крана, его открепляют, а опору удерживает трактор и две боковые лебедки временными расчалками.

Установка трактором и краном на колесной базе

При такой установке все происходит немного по-другому. Трактор ставят поперек трассы, в метре от котлована. Опора укладывается вдоль трассы на расстоянии 1500-2000 мм от края котлована. Краном опора подминается, а трактором удерживается. Поднимая опору, её край устанавливается в котлован. Трактор усиливает натяжение опоры, при этом ослабевает трос крана. Когда вся нагрузка перейдет на трактор, кран отсоединяют и отводят на безопасное расстояние. Окончательный подъем опоры производится трактором.

Габаритные размеры опор воздушных линий электропередачи

На габаритные размеры опор влияют рабочее напряжение воздушной линии электропередачи, сечения подвешиваемых проводов, материал, из которого сделаны опоры, наличие и отсутствие грозозащитного троса, климатические условия местности, длина пролета воздушной линии.

Большое влияние на конструкцию и размеры опор оказывает рабочее напряжение линии электропередачи. При напряжениях 6 — 10 кВ, когда расстояния между проводами берутся около 1 м, провода всех трех фаз легко расположить на опоре в виде одиночного столба относительно небольшой высоты. На линиях 35 — 220 кВ расстояния между проводами лежат в пределах 2,5 — 7 м, а на линиях 500 кВ они достигают 10 — 12 м. Для подвески проводов с такими расстояниями между ними требуются высокие и развитые в поперечном направлении опоры.

Кроме того, с повышением напряжения воздушной линии электропередачи возрастают и сечения подвешиваемых проводов. Если на линиях 6 — 10 кВ редко применяются провода с сечениями более 70 — 120 мм2, то на линиях 220 кВ подвешиваются провода с сечениями токоведущей алюминиевой части не менее 300 мм2 (АС-300). На линиях 330 — 500 кВ в каждой расщепленной фазе имеется по два-три провода. Суммарное сечение алюминия в фазе достигает 1500 мм2. Такие сечения проводов обусловливают больше поперечные и продольные силы, действующие на опоры, что и ведет к увеличению их размеров и веса.

Большое влияние на конструкцию опор воздушных линий электропередачи оказывает материал, из которого изготовлены опоры линии. На линиях с деревянными опорами конструкции опор имеют простейшую форму: одиночный столб, А-образная ферма и портал. Сложные составные деревянные опоры не экономичны.

Деревянная опора ВЛ 10 кВ

Такие же простые формы наиболее целесообразны и для железобетонных опор. Отдельные элементы этих опор часто делают пустотелыми цилиндрическими или слегка коническими.

Металлические опоры выполняются в виде решетчатых пространственных ферм. На линиях 35 — 330 кВ наиболее экономичными, как правило, являются одностоечные опоры. При более высоких напряжениях применяются портальные опоры с жесткими свободно стоящими стойками или укрепленные тросовыми оттяжками.

Опоры с грозозащитными стальными тросами, естественно, имеют большие размеры, чем бестросовые опоры.

ВЛ 330 кВ с грозозащитным тросом

Значительное влияние на конструкцию и размеры опор и их элементов оказывают климатические условия местности. Чем суровее климатические условия, тем тяжелее получаются опоры.

Конструкция и размеры опоры также зависят и от длины пролета воздушной линии. При малых пролетах высота опор ЛЭП будет небольшой. Расход материалов на каждую опору относительно небольшой. Но на линии придется установить значительное количество опор, что потребует большого числа изоляторов, фундаментов и т. д.

Увеличивая пролет воздушной линии электропередачи, снижают число опор, которое необходимо для ее строительства. При этом расход материалов при строительстве на каждую опору увеличивается, но в целом на 1 км линии расход материалов уменьшится. Другие составляющие окончательно стоимости линии — стоимость изоляторов, транспорта, фундаментов опор и монтажных работ при строительстве также при этом снижаются. В итого, стоимость 1 км линии уменьшается.

Но бесконечно увеличивать длину пролета не выгодно, т. к. снижение стоимости линии с увеличением пролета происходит только до некоторого предельного значения и дальнейшее увеличение пролета приводит уже к удорожанию линии.

Существует понятие — «экономически пролет». Это пролет линии электропередачи, при котором затраты на ее сооружение получаются наименьшими. Считается, что при экономическом пролете минимум капитальных вложений соответствует минимуму эксплуатационных расходов, а следовательно, и минимуму расчетных затрат.

Металлические опоры ВЛ 330 кВ

Для того, чтобы найти экономический пролет нужно выполнить серию расчетов, задаваясь разными длинами пролетов линии. Для каждого заданного пролета при находится стоимость 1 км линии. Одновременно вместе с этим выбирается и наиболее целесообразная конструктивная схема опоры, которые будут использоваться при сооружении воздушной линии электропередачи.

Специальные опоры

Представляют собой электроопоры повышенной высоты и применяются в местах пересечения линий электропередач ЛЭП с шоссейными и железными дорогами, реками, пересечении между самими ЛЭП и в других случаях, когда стандартной высоты электроопоры недостаточно для обеспечения необходимого расстояния до проводов. Промежуточные электроопоры линий с напряжением до 10 кВ выполняют одностоечными (свечообразными). В сетях низкого напряжения одностоечные опоры выполняют функции угловых или концевых опор, а также снабжаются дополнительно или оттяжками, прикрепленными в сторону, противоположную тяжению проводов, или подкосами (подпорками), которые устанавливаются со стороны тяжения проводов:

Для линий с напряжением 6-10 кВ электроопоры выполняются А-образными:

Также характеризуются воздушные линии и основными габаритами и размерами.

Габарит воздушной линии – вертикальное расстояние от самой низкой точки провода к земле или воде.

Стрела провеса – это расстояние между воображаемой прямой линией между точками крепления проводов на опоре и самой низкой точкой провода в пролете:

Все габариты ЛЭП строго регламентируются ПУЭ и напрямую зависят от величины напряжения питания, а также местности, по которой проходит трасса.

ПУЭ также регламентирует и другие габариты при пересечении и сближении ЛЭП как между собой, так и между линиями связи, авто- и железнодорожными магистралями, воздушными трубопроводами, канатными дорогами.

Для проверки запроектированной ЛЭП требованиям ПУЭ производятся расчеты на механическую прочность, методы которых даются в специальных курсах электрических сетей.

Виды ЖБ столбов

Изделия из железобетона, разработанные для передачи или распределения электрической энергии, бывают напряжением от 0,38 до 35 кВ. На опоры ЛЭП приходится нагрузка на скручивание, большое количество осветительных элементов, масса проводов, а также боковая нагрузка. Изгиб опор освещения СВ 9,5 составляет 19,6 кН*м, а СВ 110 равняется 35 кН*м. По проектным расчетам и нормативным таблицам, объемом которых в несколько томов, выводят соответствие нужных электроопор и их применение.

По назначению железобетонные опоры линий передач электроэнергии представлены следующей классификацией:

Известно несколько видов таких изделий, которые различаются по назначению.

Анкерные. Устанавливаются при различных пересечениях, а также там, где изменяются количество, марки или сечение проводов. Такие электроопоры обязательно ставят, если линия ЛЭП пересекается с воздушной линией железной дороги и другими препятствиями.
Угловые. Устанавливают, если угол поворота воздушной линии довольно большой. На углах до 30° выполняют промежуточные виды опор.
Концевые. Монтируют на концах линии. От них отходят провода к подстанциям.
Переходные. Применяют для перемещения кабелей через различные препятствия, конструкции.
Транспозиционные. С их помощью изменяют порядок расположения проводов на столбах.
Ответвительные. Создают ответвления электролинии, например, через реки.
Перекрестные. Используются нахлестом для кабелей.

Одним из видов таких изделий является портальный. Бетонные опоры по виду бывают:

портальные (свободного расположения) с внутренними связями и с подтяжками;
одно- или многостоячные, свободностоящие или с оттяжками.

Минусы бетонных столбов освещения

Значительная масса. Данные опоры тяжелее металлических конструкций, имеющих такие же области применения. Большая масса ЖБ изделий затрудняет погрузочно-разгрузочные и монтажные работы. Для их перевозки требуется автотранспорт большой грузоподъемности.
Однообразный внешний вид. В этом плане выгодно отличаются металлические опоры, которые могут быть выполнены в различных стилях, дополнены декоративными элементами, окрашены в цвета, соответствующие общему оформлению территории.
Слабая устойчивость к резким ударам.

Сегодня вместо тяжелых ЖБ опор используются металлические и современные композитные изделия.

Таблица А.2

Ведомость измерения расстояния от проводов воздушной линии

электропередачи до поверхности земли

Дата

№ опор, ограничивающих пролет

Марка провода, грозозащитного троса

Расстояние от места измерения до начальной опоры пролета, м

Измеренный габарит, м

Температура воздуха, °C

Габарит с учетом поправки на расчетную температуру , м

Наименьшее допустимое расстояние, м

Стрела провеса с учетом поправки на расчетную температуру, м

Заключение

<а> Условия расчета габарита с учетом поправки на расчетную температуру:

— наименьшие расстояния до земли в ненаселенной и труднодоступной местности определяют при наибольшей стреле провеса провода без учета нагрева проводов электрическим током:

— при наивысшей температуре воздуха для ВЛ напряжением 500 кВ и ниже,

— температуре воздуха при предельно допустимых значениях интенсивности электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля для ВЛ напряжением 750 кВ,

— расчетной линейной гололедной нагрузке и температуре воздуха при гололеде;

— наименьшие расстояния до земли в населенной местности определяют при наибольшей стреле провеса провода без учета нагрева проводов электрическим током:

— при наивысшей температуре воздуха для ВЛ напряжением 220 кВ и ниже,

— температуре воздуха при предельно допустимых значениях интенсивности электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля для ВЛ напряжением 330 кВ и выше,

— расчетной линейной гололедной нагрузке и температуре воздуха при гололеде.

Вес опор линий электропередач, характеристики

Опоры для ЛЭП по весу и схеме установки подразделяют на определенные группы. Конструктивная схема опор ЛЭП подбирается и указывается в проекте, согласно требованиям ПУЭ, и зависит от напряжения проектируемой линии электропередач. В зависимости от места установки опоры для воздушных ЛЭП на общей схеме линии ВЛ делят на категории.

В схемах ВЛ применяют следующие марки опор ЛЭП:

1) промежуточные, устанавливаемые на прямых участках трассы ВЛ. Эти элементы в нормальных режимах работы не должны воспринимать усилий, направленных вдоль ВЛ;

2) анкерные, устанавливаемые для ограничения анкерного пролета, а также в местах изменения числа, марок и сечений проводов ВЛ. Эти опоры должны воспринимать в нормальных режимах работы усилия от разности тяжения проводов, направленные вдоль ВЛ;

3) угловые, устанавливаемые в местах изменения направления трассы ВЛ. Эти конструкции при нормальных режимах работы должны воспринимать результирующую нагрузку от тяжения проводов смежных пролетов. Угловые опоры могут быть промежуточными и анкерного типа;

4) концевые, устанавливаемые в начале и конце ВЛ, а также в местах, ограничивающих кабельные вставки. Они являются опорами анкерного типа и должны воспринимать в нормальных режимах работы ВЛ одностороннее тяжение всех проводов.

По монтажным схемам ЛЭП можно определить высоту опор ВЛ, габариты траверс и узнать какие самые высокие опоры ЛЭП бывают.

Сколько весит опора ЛЭП? Этот вопрос возникает у заказчиков опоры ЛЭП, монтажников линий электропередач, которые должны знать какой вес у опоры ЛЭП, габариты по высоте, чтобы правильно выбрать кран для подъема конструкции и схему монтажа ЛЭП. Приводим ниже таблицы веса опор ВЛ 35 кВ, 110 кВ, 220 кВ, 330 кВ типа П (маркиковка П — промежуточные) и веса опор У (маркирвка У — угловые) для ВЛ 35 — 500 кВ. Весовые характеристики опор ЛЭП — масса металлической конструкции, представлены для оцинкованного покрытия и черного металла (лак БТ). Характерно, что вес оцинкованной опоры ЛЭП 35кВ, 110кВ, 220кВ, 330кВ больше на 4-5% окрашенной металлоконструкции. Использование того или иного вида опор ЛЭП зависит как от характеристик будущей линии электропередачи, которые закладывает проектировщик ЛЭП. Марки элементов воздушных линий и тип покрытия металлоконструкций определяют в проекте ЛЭП.

Маркировка опор ЛЭП по ГОСТ

Первая буква в маркировке обозначает:П — промежуточная;ПП — переходная промежуточная:УП — угловая промежуточная:А — анкерная;ПА — переходная анкерная;АК — анкерная концевая:К — концевая:У — угловая;ПС — подсечная;УС — анкерно угловая;ПОА — переходная анкерная ответвительная;О — ответвительная.

Цифры в обозначении опор 35, 110, 220, 330 — напряжение ЛЭП в кВ

Цифра в марке опоры ЛЭП после значения напряжения: 1- одноцепная, 2- двухцепная, 3- трехцепная.

Индекс Т в классификации — наличие тросостойки.

Промежуточные опоры

Где применяются

: на прямых участках дороги строго между двумя анкерными опорами.

Промежуточные опоры (обозначаются «П») — не принимают участия в натяжении проводов, а лишь поддерживают их. Из всех опор на трассе 85% — промежуточные.

В обычных условиях работы испытывают нагрузки только по вертикали и горизонтали. Конструкция этого типа опор является не такой жесткой, как в «А». Однако промежуточные опоры должны иметь определенный запас прочности, поскольку в непредвиденных ситуациях нагрузка на них может сильно увеличиваться. В аварийном режиме промежуточная опора должна выдерживать обрыв двух тросов или проводов.

При подвешивании ВЛ на промежуточные опоры используются поддерживающие гирлянды изоляторов.

Изготовление столбов

Сначала необходимо подготовить все необходимые материалы и инструменты. Роботы по изготовлению бетонных столбов для забора своими руками проводятся в несколько этапов, каждый из которых требует детального рассмотрения.

Установка арматуры

От качества арматуры напрямую зависит прочность столбов. Для ее установки потребуется сварочный аппарат. Для создания каркаса необходимо следующее количество прутов:

4 длинных — устанавливаются вдоль короба и должны иметь диаметр от 12 до 16 мм.
8−16 коротких в зависимости от высоты опоры — располагаются поперек конструкции, а их диаметр равен 8−10 мм.