Деревянные опоры
Изготавливаются, как правило, из сосновых бревен со снятой корой. Для ЛЭП с напряжением питания до 1000 В допускается применение и других пород деревьев, например, пихта, дуб, кедр, ель, лиственница. Бревна, которые впоследствии должны будут стать опорами линий электропередач, должны соответствовать определенным техническим требованиям. Естественная конусность ствола, проще говоря, изменение его диаметра от толстого нижнего конца (комля) к верхнему отрубу не должна превышать 8 мм на 1 метр длины бревна. Диаметр бревна на верхнем отрубе для линий с напряжением до 1000 В принимается не менее 12 см, для линий с напряжением выше 1000 В, но не выше 35 кВ – 16 см, а для линий с более высоким напряжением не менее 18 см.
Деревянные опоры могут применять для сооружения воздушных линий с напряжением не выше 110 кВ включительно. Наиболее широкое распространение деревянные опоры получили в воздушных линиях с напряжением до 1000 В, а также в линиях связи. Плюсом деревянных опор есть их относительно небольшая стоимость и простота изготовления. Однако есть и минус, существенный минус – они подвержены гниению и срок службы сосновых опор составляет порядка 4-5 лет. Для предохранения древесины от гниения ее пропитывают специальными антисептиками против гниения, например антраценовым или креозотовым маслом. Особенно тщательной обработке поддаются те части, которые будут вкапываться в землю, а также врубки концов, раскосов и траверс. Благодаря антисептикам срок службы увеличивается примерно в 2-3 раза. Для этой же цели довольно часто ноги деревянной электроопоры изготавливают из двух частей – основной стойки и стула (пасынка):
Где – 1) основная стойка, а 2) стул (пасынок)
При сильном загнивании нижней части достаточно сменить только пасынка.
Почему гудят провода.
0
А провода? Они висят высоко над землей и издали похожи на толстые монолитные тросы. На самом деле высоковольтные провода свиты из проволоки. Обычный и повсеместно применяемый провод имеет стальной сердечник, который обеспечивает конструктивную прочность и находится в окружении алюминиевой проволоки, так называемых внешних повивов, через которые передается токовая нагрузка. Между сталью и алюминием проложена смазка. Она нужна для того, чтобы уменьшить трение между сталью и алюминием — материалами, имеющими разный коэффициент теплового расширения. Но поскольку алюминиевая проволока имеет круглое сечение, витки прилегают друг к другу неплотно, поверхность провода имеет выраженный рельеф. У этого недостатка есть два последствия. Во‑первых, в щели между витками проникает влага и вымывает смазку. Трение усиливается, и создаются условия для коррозии. В результате срок службы такого провода составляет не более 12 лет. Чтобы продлить срок службы, на провод порой надевают ремонтные манжеты, которые также могут стать причинами проблем (об этом чуть ниже). Кроме того, такая конструкция провода способствует созданию вблизи воздушной линии хорошо различимого гула. Происходит он из-за того, что переменное напряжение 50 Гц рождает переменное магнитное поле, которое заставляет отдельные жилы в проводе вибрировать, что влечет их соударения друг с другом, и мы слышим характерное гудение. В странах ЕС такой шум считается акустическим загрязнением, и с ним борются. Теперь такая борьба началась и у нас.
0
«Старые провода мы сейчас хотим заменить на провода новой конструкции, которую разрабатываем, — говорит представитель ПАО «Россети». — Это тоже сталь-алюминиевые провода, но проволока там применяется не круглого сечения, а скорее трапециевидного. Повив получается плотным, а поверхность провода гладкая, без щелей. Влага внутрь попасть почти не может, смазка не вымывается, сердечник не ржавеет, и срок службы такого провода приближается к тридцати годам. Провода схожей конструкции уже используются в таких странах, как Финляндия и Австрия. Линии с новыми проводами есть и в России — в Калужской области. Это линия «Орбита-Спутник» длиной 37 км. Причем там провода имеют не просто гладкую поверхность, но и другой сердечник. Он выполнен не из стали, а из стекловолокна. Такой провод легче, но прочнее на разрыв, чем обычный сталь-алюминиевый».
0
Однако самым последним конструкторским достижением в данной области можно считать провод, созданный американским концерном 3M. В этих проводах несущая способность обеспечивается только токопроводящими повивами. Там нет сердечника, но сами повивы армированы оксидом алюминия, чем достигается высокая прочность. У этого провода прекрасная несущая способность, и при стандартных опорах он за счет своей прочности и малого веса может выдерживать пролеты длиной до 700 м (стандарт 250−300 м). Кроме того, провод очень стоек к тепловым нагрузкам, что обусловливает его использование в южных штатах США и, например, в Италии. Однако у провода от 3M есть один существенный минус — слишком высокая цена.
Металлические опоры
Плюс – прочные и надежные в эксплуатации. Минус – необходим большой расход металла, что влечет за собой значительное увеличение стоимости (в сравнении с деревянными). Применяют металлические опоры воздушных линий электропередач, как правило, при напряжениях от 110 кВ, так как эксплуатация металлических опор вызвана с большими расходами на выполнение очень трудоемких и дорогостоящих работ по периодической покраске, предохраняющей от коррозии.
Классификация по материалу
В зависимости от того, из чего изготовлены, они могут быть деревянными, металлическими или железобетонными.
- Деревянные опоры делают из леса-кругляка хвойных пород. Длина – 5-13 метров, диаметр вверху 12-26 см, преимущественная сфера использования – сельские линии электропередач. Так как дерево подвержено гниению и воздействию агрессивных погодных факторов, его обрабатывают антисептическими составами. Лучшими признаны каменноугольное и антраценовое масло, доналит. При их использовании срок службы деревянных опор продлевается до 25-30 лет при условии проведения через 15-17 лет дополнительного антисептирования путем установки специальных бандажей.
- Железобетонные более долговечны (срок их службы в 2 раза больше, чем у деревянных аналогов). Повышение прочности железобетона достигается тем, что при изготовлении используются вибрационные технологии или центрифугирование. На ЛЭП расчетным напряжением ниже 35 кВ используются вибробетонные опоры, от 35 до 110 кВ – из вибробетона или центрифугированные, от 110 до 500 кВ – только центрифугированные.
- Металлические опоры используются на высоковольтных линиях. Они представляют собой решетчатую объемную конструкцию, установленную на железобетонный фундамент для большей прочности. С целью защиты от коррозии металл обрабатывают специальными составами, что продлевает срок службы.
Различаются опорные конструкции и по своему назначению.
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.
Анкерные опоры
Их назначение – жесткое закрепление на них проводов и линии. Места для их установки определяет проект. По своей конструкции анкерная опора должна быть прочной, так как при обрыве провода с одной стороны она должна выдержать механическую нагрузку проводов с другой стороны линии.
Анкерными пролетами называют расстояние между анкерными опорами. На прямолинейных участках (в зависимости от сечения проводов) анкерные пролеты имеют длину до 10 км.
Классификация опор ЛЭП по назначению
В зависимости от того, какие функции выполняют опоры, они могут быть:
- промежуточными – используемыми исключительно для поддержки токонесущих линий. Они не рассчитаны на растягивающие усилия, поэтому кабель к ним крепят через подвесные или штыревые изоляторы, снижающие натяжение. В современных ЛЭП число промежуточных опор составляет от 80 до 90% от общего количества;
- анкерными – рассчитанными на жесткое крепление кабеля во избежание обрывов, разрушений и аварийных ситуаций. К ним кабель крепится через несколько изоляторов. Анкерные конструкции устанавливают, к примеру, на протяженных прямых участках через каждые 5 км. Если зимой в регионе образуется гололед толщиной более 10 мм, то анкерные опоры ставят через каждые 3 км;
- угловыми – предназначенными для участков, где ЛЭП меняет направление под определенным углом. Если при этом угол поворота составляет менее 20°, то крепление выполняют по типу промежуточных. При углах от 20 до 90 градусах – жесткое крепление по типу анкерного;
- концевыми – устанавливаемыми по завершении ЛЭП. Они представляют собой разновидность анкерных, так как постоянно функционируют в режиме натяжения кабеля.
Широко применяются и специальные опоры (переходные через ущелья и реки, ответвительные при монтаже ответвлений от основной ЛЭП, транспозиционные при необходимости изменить расположение кабеля). Они имеют особую конструкцию, большую высоту и выполняются по спецпроектам.
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.
