Транспозиция проводов воздушных линий электропередачи
Согласно ПУЭ [23], на ВЛЭП 110-500 кВ длиной более 100 км для ограничения нессиметрии токов и напряжений должен выполняться один полный цикл транспозиции
Рисунок 2.8 – Транспозиция проводов на участках воздушной линии
Опора воздушной линии электропередачи – это сооружение для удержания проводов и грозозащитных тросов воздушной линии электропередачи на заданном расстоянии от поверхности земли и друг от друга при расчётной температуре наружного воздуха до − 65 °C. Опоры могут выполняться свободностоящими или с оттяжками. Основные виды опор: анкерные опоры, полностью воспринимающие тяжение проводов и тросов в смежных с опорой пролетах, и промежуточные, которые не воспринимают тяжение проводов или воспринимают его частично.
Классификация опор
По назначению
Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках трассы ВЛЭП, предназначены только для поддержания проводов и тросов и не рассчитаны на нагрузки от тяжения проводов вдоль 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. Промежуточные опоры могут быть гибкой и жесткой конструкции; анкерные опоры должны быть жесткими. Допускается применение анкерных опор гибкой конструкции для ВЛЭП до 35 кВ.
Промежуточный пролет – это расстояние по горизонтали между двумя смежными промежуточными опорами. На воздушной линии до 1 кВ длина пролетов от 30 до 50 м, а на воздушной линии выше 1 кВ длина пролетов от 100 до 250 м (рис.2.9).
Рисунок 2.9 – Опоры и пролеты ВЛЭП
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 (рис 2.10).
Рисунок 2.10 - Промежуточные опоры ВЛЭП
Угловые опоры устанавливаются на углах поворота трассы ВЛЭП, при нормальных условиях воспринимают равнодействующую сил натяжения проводов смежных пролётов, направленную по биссектрисе угла, дополняющего угол поворота линии на 180°.
Углом поворота трассы лини называют угол между направлениями линий в смежных пролетах. Под тяжением провода понимают усилие, направленное по оси провода.
Анкерные опоры устанавливаемые на пересечениях с различными сооружениями, а также в местах изменения количества, марок и сечений проводов. Эти опоры воспринимают в нормальных режимах работы усилия от разности тяжения проводов, направленные вдоль ВЛЭП. Анкерные опоры должны иметь жесткую конструкцию. Опоры анкерного типа могут быть нормальной и облегченной конструкции. На базе анкерных опор могут выполняться концевые и транспозиционные опоры, рис.2.11.
Анкерным участком называют сумму длин пролетов между анкерного опорами.
На линиях с подвесными изоляторами провода закрепляются в зажимах натяжных гирлянд. На линиях со штыревыми изоляторами провода закрепляются на анкерных опорах усиленной вязкой или специальными зажимами.
Рисунок 2.11- Опоры ВЛЭП анкерного типа
Основным типом опор на воздушных линиях являются промежуточные, число которых обычно составляет 85 -90% общего числа опор.
Концевые опоры – разновидность анкерных опор, которые устанавливаются в конце или начале линии, а также в местах, ограничивающих кабельные вставки. При нормальных условиях работы ВЛЭП они воспринимают нагрузку от одностороннего натяжения проводов и тросов. От этих опор отходят провода, подвешиваемые на порталах подстанций.
Специальные опоры: транспозиционные - для изменения порядка расположения проводов на опорах; ответвлительные - для устройства ответвлений от магистральной линии; перекрёстные - при пересечении ВЛЭП двух направлений; противоветровые - для усиления механической прочности ВЛЭП; переходные при переходах ВЛЭП через инженерные сооружения или естественные преграды.
По способу закрепления в грунте
Опоры, устанавливаемые непосредственно в грунт;
Опоры, устанавливаемые на фундаменты:
По конструкции
По конструктивному решению ствола стальные опоры могут быть отнесены к трем основным схемам - башенным (одно- или многостоечным), портальным или вантовым, по способу закрепления на фундаментах - к свободно стоящим опорам и опорам на оттяжках, по способу соединения элементов разделяются на сварные и болтовые. Также стальные опоры делятся на опоры гибкой конструкции и опоры жёсткой конструкции. Свободно стоя́щие опоры могут быть одностоечные и многостоечные (рис. 2.12);
Рисунок 2.12 – Классификация опор по конструкции
По количеству цепей: одноцепные, двухцепные, многоцепные. Расположение проводов на опорах горизонтальное, вертикальное, в несколько ярусов, (рис. 2.13).
Рисунок 2.13 – Классификация опор по количеству цепей
По напряжению: 0.4, 6, 10, 35, 110, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ. Чем больше напряжение, тем выше опора, длиннее её траверсы и больше её вес, (рис.2.6).
По материалу изготовления: деревянные, металлические (стальные), железобетонные (рис. 2.14).
Рисунок 2.14– Классификация опор по материалу изготовления
Железобетонные опоры в настоящее время при сооружении воздушных линий напряжением 6-110 кВ применяются повсеместно. Прочность железобетонных опор достигается способом уплотнения бетона: вибрирование и центрифугирование (рис. 2.15).
Рисунок 2.15 – Железобетонная одностоечная опора
Металлические (стальные) опоры выполняют из стали специальных марок. Достоинством стальных опор по сравнению с железобетонными является их высокая прочность при малой массе. Возможность повторного использования в течение всего периода эксплуатации. Отдельные элементы соединяют сваркой или болтами (рис. 2.16).
Рисунок 2.16 – Металлические (стальные) решетчатые опоры.
Типы металлических (стальных) опор:
Металлические решётчатые опоры (рис. 2.16 и 2.17);
Стальные многогранные опоры (рис. 2.24): закрытого профиля (шести-, восьми- и т. д. гранники) и открытого профиля (треугольного и квадратного сечения);
Опоры из стальных труб.
Металлические опоры прочны и надежны в эксплуатации. Они применяются только для линий электропередачи напряжением 110 кВ и выше. Эксплуатация металлических опор связана с большими расходами на выполнение трудоемких работ по периодической окраске, предохраняющей их от коррозии.
Деревянные опоры изготовляются в основном из сосновых бревен со снятой корой. Просты в изготовлении и дешевизна по сравнению с опорами из других материалов. Недостаток: подвержены гниению, особенно быстро загнивает нижняя часть опоры.
Композитные опоры - сравнительно новый тип опор. Получают распространение в США, Канаде, Норвегии, Китае. В России введено в экспериментальную эксплуатацию несколько участков ЛЭП различных классов напряжений с композитными опорами.
Условные обозначения опор
Для металлических и железобетонных опор ВЛЭП 35—330 кВ в России принята условная система обозначения:
Буквы |
Расшифровка букв |
П, ПС |
промежуточные опоры |
ПВС |
промежуточные опоры с внутренними связями |
ПУ, ПУС |
промежуточные угловые |
ПП |
промежуточные переходные |
АУ, У, УС |
анкерно-угловые |
А |
анкерные |
К, КС |
концевые |
Б |
железобетонные (кроме опор 500 кВ) |
М |
многогранные |
Отсутствие Б |
стальные |
ПК |
промежуточные композитные |
Цифры после букв обозначают класс напряжения. Наличие буквы «т» указывает на тросостойку с двумя тросами, буквы «п» - на изменение взаимного расположения проводов на опоре (обычно заключается в переносе проводов верхнего или нижнего яруса на средний ярус). Цифра через дефис указывает количество цепей: нечётное - одноцепная линия, четное - двух и многоцепные, или типоисполнение опоры. Цифра через «+» означает высоту приставки к базовой опоре (применимо к металлическим опорам). Система обозначений соответствует конструкторской документации изготовителей.
Примеры условных обозначений:
АС35/110П-1ТМ — металлическая (стальная) анкерная опора для ВЛЭП 35 и 110 кВ из гнутого профиля;
У110-2+14 — металлическая анкерно-угловая двухцепная опора с подставкой 14 м;
ПС10П-6АМ — промежуточная стальная для ВЛЭП 10 кВ из гнутого профиля;
ПМ220-1 — промежуточная металлическая многогранная одноцепная опора;
ПБ110-4 — промежуточная железобетонная двухцепная опора;
ПК10-2И — промежуточная композитная опора для ВЛИ 10 кВ.
Рисунок 2.17 – Металлические решетчатые опоры.
На ВЛЭП 35 кВ и выше расстояние между анкерными опорами должно быть не более 10 км. На ВЛЭП 10 кВ и ниже с проводами, закрепленными на штыревых изоляторах, расстояние между анкерными опорами не должно превышать 1,5 км в районах по гололеду I-III и 1 км в районах по гололеду IV и более, а с подвесными изоляторами не более 3 км.
На ВЛЭП, проходящих по горной или сильно пересеченной местности в районах по гололеду III и более, рекомендуется устанавливать опоры анкерного типа на перевалах и в других точках, резко возвышающихся над окружающей местностью.
Нагрузки, воздействующие на строительные конструкции ВЛЭП, в зависимости от продолжительности действия подразделяются на постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые).