Опора лінії електропередачі

Опора повітряної лінії електропередачі (опора ЛЕП) - споруда для утримання дротів і за наявності - грозозахисних тросів повітряної лінії електропередачі і оптоволоконних ліній зв'язку на заданій відстані від поверхні землі і один від одного.


1. Основні відомості

Кілька нетипових опор лінії електропередачі.
Хитна опора лінії електропередачі на відтяжках ПАР.
Верхня частина залізобетонної опори ЛЕП (220/380 В)
Кінцева анкерна опора Дволанцюговий ПЛ 110 кВ з високочастотними заградителями і самонесучим волоконно-оптичним кабелем в міжфазні просторі.

Опори ЛЕП призначені для споруд ліній електропередач при розрахунковій температурі зовнішнього повітря до -65 C і є одним з головних конструктивних елементів ЛЕП, що відповідає за кріплення і підвіску електричних дротів на певному рівні.

Залежно від способу підвіски проводів опори діляться на дві основні групи:

  • опори проміжні, на яких дроти закріплюються у підтримувальних затискачах;
  • опори анкерного типу, службовці для натягу проводів; на цих опорах дроти закріплюються в натяжних затискачах.

Ці види опор діляться на типи, що мають спеціальне призначення.

  • Проміжні прямі опори встановлюються на прямих ділянках лінії. На проміжних опорах з підвісними ізоляторами дроти закріплюються в підтримуючих гірляндах, що висять вертикально; на опорах зі штирьовими ізоляторами закріплення проводів проводиться дротяної в'язкою. В обох випадках проміжні опори сприймають горизонтальні навантаження від тиску вітру на дроти і на опору і вертикальні - від ваги проводів, ізоляторів і власної ваги опори.
  • Проміжні кутові опори встановлюються на кутах повороту лінії з підвіскою проводів в підтримуючих гірляндах. Крім навантажень, що діють на проміжні прямі опори, проміжні і анкерно-кутові опори сприймають також навантаження від поперечних складових натягування проводів і тросів. При кутах повороту лінії електропередачі більше 20 вагу проміжних кутових опор значно зростає. При великих кутах повороту встановлюються анкерно кутові опори.

При установці анкерних опор на прямих ділянках траси і підвісці проводів з обох боків від опори з однаковими тяженіі горизонтальні поздовжні навантаження від проводів врівноважуються і анкерна опора працює так само, як і проміжна, тобто сприймає тільки горизонтальні поперечні і вертикальні навантаження. У разі необхідності дроти з одного і з іншого боку від опори можна натягувати з різним тяженіі проводів. У цьому випадку, крім горизонтальних поперечних і вертикальних навантажень, на опору буде впливати горизонтальна поздовжня навантаження.

При установці анкерних опор на кутах анкерно кутові опори сприймають навантаження також від поперечних складових натягування проводів і тросів.

Кінцеві опори встановлюються на кінцях лінії. Від цих опор відходять дроти, що підвішуються на порталах підстанцій.

Крім перерахованих типів опор, на лініях застосовуються також спеціальні опори: транспозіціонние, службовці для зміни порядку розташування проводів на опорах; відгалужувальні - для виконання відгалужень від основної лінії; опори великих переходів через річки та водні простори і т. д.

На лініях електропередач застосовуються дерев'яні, сталеві і залізобетонні опори. Розроблено також досвідчені конструкції з алюмінієвих сплавів.

Сталь є основним матеріалом, з якого виготовляються металеві опори і різні деталі (траверси, тросостойкі, відтяжки) опор. Перевагою сталевих опор у порівнянні з залізобетонними є їх висока міцність при малій масі.

За конструктивним рішенням стовбура сталеві опори можуть бути віднесені до двох основних схемах - баштовим (одностійкові) і портальним, за способом закріплення на фундаментах - до вільностоячій опор і опор на відтяжках, за способом з'єднання елементів розділяються на зварні і болтові.

Опори виготовляються із сталевого уголкового прокату, причому в переважній більшості випадків застосовується равнобокой куточок, високі перехідні опори можуть бути виготовлені із сталевих труб.

У СНД налічується кілька основних центрів виробництва сталевих конструкцій опор ЛЕП - центральний, уральський і сибірський.


2. Класифікація опор

2.1. За призначенням

Кінцева анкерна опора
  • Проміжні опори встановлюються на прямих ділянках траси ВЛ, призначені тільки для підтримки проводів і тросів і не розраховані на навантаження від натягування проводів уздовж лінії. Зазвичай складають 80-90% всіх опор ПЛ.
  • Кутові опори встановлюються на кутах повороту траси ПЛ, при нормальних умовах сприймають рівнодіючу сил натягу проводів і тросів суміжних прольотів, спрямовану по бісектрисі кута, доповнюючого кут повороту лінії на 180 . При невеликих кутах повороту (до 15-30 ), де навантаження невеликі, використовують кутові проміжні опори. Якщо кути повороту більше, то застосовують кутові анкерні опори, мають більш жорстку конструкцію і анкерне кріплення проводів.
  • Анкерні опори встановлюються на прямих ділянках траси для переходу через інженерні споруди або природні перешкоди, сприймають поздовжнє навантаження від натягування проводів і тросів. Їх конструкція відрізняється жорсткістю і міцністю.
  • Кінцеві опори - різновид анкерних і встановлюються в кінці або початку лінії. При нормальних умовах роботи ПЛ вони сприймають навантаження від одностороннього натягу проводів і тросів.
  • Спеціальні опори: транспозіціонние - для зміни порядку розташування проводів на опорах; ответвлітельние - для пристрою відгалужень від магістральної лінії; перехресні - при перетині ПЛ двох напрямків; противітровими - для посилення механічної міцності ВЛ; перехідні - при переходах ПЛ через інженерні споруди або природні перешкоди.

2.2. За способом закріплення у грунті

  • Опори, що встановлюються безпосередньо в грунт
  • Опори, встановлювані на фундаменти
Спеціальна кінцева опора - перехід від повітряної лінії до підземної кабельної лінії

2.3. По конструкції

  • Вільностоячій опори
  • Опори з відтяжками

2.4. За кількістю ланцюгів

  • Одноланцюгову
  • Дволанцюговий
  • Багатоколової

2.5. По напрузі

Опори підрозділяються на опори для ліній 0,4, 6, 10, 35, 110, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ. Відрізняються ці групи опор розмірами і вагою. Чим більше напруга, тим вище опори, довший її траверси і більше її вагу. Збільшення розмірів опори викликано необхідністю отримання потрібних відстаней від проводу до тіла опори і до землі, відповідних ПУЕ для різних напруг ліній.

2.6. За матеріалом виготовлення

Залізобетонна опора
  • Залізобетонні - виконують з бетону, армованого металом. Для ліній 35-110 кВ і вище зазвичай застосовують опори з центрифуговані бетону. Гідністю залізобетонних опор є їх стійкість відносно корозії та впливу хімічних реагентів, що знаходяться в повітрі.
  • Металеві - виконують з стали спеціальних марок. Окремі елементи з'єднують зварюванням або болтами. Для запобігання окислення і корозії поверхню металевих опор оцинковують або періодично фарбують спеціальними фарбами.
  • Металеві гратчасті опори
  • Металеві багатогранні опори
  • Дерев'яні - виконують з круглих колод. Найбільш поширені соснові опори і дещо менше опори з модрини. Дерев'яні опори застосовують для ліній напругою до 220/380 В включно в СНД і до 345 В в США, однак подекуди досі можна побачити застосування дерев'яних опор в лініях 6, 10 і 35 кВ. Основні переваги цих опор - мала вартість (за наявності місцевої деревини) і простота виготовлення. Основний недолік - гниття деревини, особливо інтенсивне в місці зіткнення опори з грунтом. Просочування деревини спеціальним антисептиками збільшує термін її служби з 4-6 до 15-25 років. Для збільшення терміну служби дерев'яну опору зазвичай виконують не з цілого колоди, а складовою: з більш довгою основної стійки і короткого стільця, пасинка, або залізобетонної стійки. Стілець скріплюють з основною стійкою за допомогою дротяного бандажа. Широко застосовують складові дерев'яні опори із залізобетонними стільцями. Дерев'яні опори виконують А-образними або П-образними. П-подібна конструкція є більш стійкою, але вимагає великих капіталовкладень за підвищеної витрати матеріалу в порівнянні з А-подібною.

Термін служби залізобетонних і металевих оцинкованих або періодично офарблюваних опор сягає 50 років і більше. Вартість металевих і залізобетонних опор значно перевищує вартість дерев'яних опор. Вибір того чи іншого матеріалу для опор обумовлюється економічними міркуваннями, а також наявністю відповідного матеріалу в районі спорудження лінії.


3. Уніфікація опор

На підставі багаторічної практики будівництва, проектування та експлуатації ПЛ визначаються найбільш доцільні і економічніші типи і конструкції опор для відповідних кліматичних та географічних районів і проводиться їх уніфікація.

4. Позначення опор

Для металевих і залізобетонних опор ПЛ 35-330 кВ в СНД прийнята наступна система позначення.

Букви Що позначають
П, ПС проміжні опори
ПВС проміжні опори з внутрішніми зв'язками
ПУ, ПУС проміжні кутові
ПП проміжні перехідні
У, УС анкерно-кутові
К, КС кінцеві
Б залізобетонні (не поширюється на опори 500 кВ)
М Багатогранні
Відсутність Б сталеві

Цифри після букв позначають клас напруги. Наявність букви "т" вказує на тросостойку з двома тросами, літери "п" - на зміну взаємного розташування проводів на опорі (зазвичай полягає в перенесенні проводів верхнього або нижнього ярусу на середній ярус). Цифра через дефіс вказує кількість ланцюгів: непарне - одноланцюгова лінія, парне - двох і багатоколової, або Типовиконання опори. Цифра через "+" означає висоту приставки до базової опорі (застосовне до металевих опор). Cистема позначень іноді порушується заводами-виробниками.

Приклади:

  • У110-2 +14 - металева анкерно-кутова дволанцюгова опора з підставкою 14 м;
  • УС110-3 - металева анкерно-кутова одноланцюгова спеціальна (з горизонтальним розташуванням проводів) опора;
  • УС110-5 - металева анкерно-кутова одноланцюгова спеціальна (для міської забудови - зі зменшеною базою і збільшеною висотою підвісу) опора (геометрично аналогічна опорі У110-2 +5);
  • ПМ220-1 - проміжна металева багатогранна одноланцюгова опора;
  • У220-2т - металева анкерно-кутова дволанцюгова опора з двома тросами;
  • ПБ110-4 - проміжна залізобетонна дволанцюгова опора;
  • ПМ110-4ф - проміжна металева багатогранна дволанцюгова опора з конструктивно окремим фундаментом. У іншого виробника має маркування ППМ110-2 (перехідна), хоча конструктивно аналогічна

5. Проектування

6. Найвищі опори

В даний час найвищі опори встановлені на переході через річку Янцзи в Китаї в містечку Янгун (Jiangyin). Місце встановлення опор 31.971389 , 120.053333 31 58'17 "пн. ш. 120 03'12 "в. д. / 31.971389 з. ш. 120.053333 в. д. (G) (O) і на 31.951111 , 120.048056 31 57'04 "пн. ш. 120 02'53 "в. д. / 31.951111 з. ш. 120.048056 в. д. (G) (O) на ПЛ 500кВ. Висота обох опор становить 346,5 метрів, кожна має вагу 4192 т. Перехід, побудований у квітні 2004 року, має довжину 2303 м.


Література

  • Електромонтажні роботи. У 11 кн. Кн. 8. Ч. 1. Повітряні лінії електропередачі: Учеб. посібник для ПТУ. / Магідін Ф. А.; Под ред. А. Н. Трифонова. - М.: Вища школа, 1991. - 208 с. ISBN 5-06-001074-0.
  • Мірошників Н. А. Електричні мережі і системи. - М.: Енергія, 1969. - 456 с.
  • Крюков К. П., Новгородцев Б. П. Конструкції і механічний розрахунок ліній електропередачі. - 2-ге вид., Перероб. і доп. - Л.: Енергія, Ленінгр. отд-ня, 1979. - 312 с.
  • ІОЛІТ М Каталог описів та креслень опор повітряних ліній. Статичний з першоджерела 18 жовтня 2012.