книги из ГПНТБ / Магидин Ф.А. Устройство и монтаж воздушных линий электропередачи учеб. пособие

Механическим напряжением материала называют на­ грузку на элементы ВЛ, отнесенную к единице площади их рабочего сечения. Например, тяжение провода, отне­ сенное к его поперечному сечению, определяет механиче­ ское напряжение материала провода.

Временным сопротивлением называют максимально допустимое механическое напряжение материала, после превышения которого начинается разрушение изделия.

§ 2. О Б Щ И Е С В Е Д Е Н И Я О Б О П О Р А Х

В зависимости от назначения опоры делятся на про­ межуточные— П, анкерные —А, угловые — У, конце­ вые-— К и специальные — С и могут быть одноцепными,

мера показаны план и профиль участка одноцепной ВЛ

прямых участках трассы ВЛ. В нормальном режиме ра­ боты промежуточные опоры воспринимают вертикальные нагрузки от Мо.:сы проводов, изоляторов, арматуры, а также горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и опору. Эти опоры не воспринимают нагрузки от тяжения проводов, направленные вдоль линии, поэто-

10

му имеют легкую конструкцию. В аварийном режиме (при обрыве одного или нескольких проводов) промежуточ­ ные опоры воспринимают нагрузку от тяжения оставших­ ся проводов и подвергаются кручению и изгибу. Поэтому промежуточные опоры рассчитывают с определенным за­ пасом прочности, позволяющим им выдерживать без раз­ рушения аварийные нагрузки. Количество промежуточ­ ных опор на линиях достигает 70—80%.

А н к е р н ы е о п о р ы устанавливают на прямых уча­ стках трассы для перехода ВЛ через инженерные соору­ жения (автодороги, линии связи и др.) или естественные преграды (овраги, небольшие реки и др.). Анкерные опоры воспринимают продольную нагрузку от разности тяжения проводов и тросов в смежных анкерных проле­ тах. При монтаже линии анкерные опоры воспринимают продольную нагрузку от тяжения подвешенных с одной стороны проводов. Конструкция анкерных опор должна быть жесткой и прочной.

У г л о в ы е о п о р ы , устанавливаемые на углах пово­ рота трассы ВЛ, при нормальных условиях работы ли­ нии воспринимают равнодействующую сил тяжения про­ водов и тросов смежных пролетов, направленную по биссектрисе внутреннего угла поворота линии. Угловые опоры бывают промежуточные и анкерные. Угловые про­ межуточные опоры устанавливают при небольших углах поворота линии, где нагрузки невелики. При больших углах поворота применяют угловые анкерные опоры, имеющие более жесткую по сравнению с угловыми про­ межуточными опорами конструкцию.

При нормальных условиях работы линии они восприни­ мают нагрузку от одностороннего тяжения проводов.

На промежуточных, анкерных, угловых и концевых опорах, кроме проводов, могут быть подвешены грозоза­ щитные тросы, установлены разрядники, концевые ка­ бельные муфты (в случае перехода воздушной линии в кабельную), разъединители и др. Помимо этих опор, так называемых нормальных, на линиях электропередачи устанавливают также специальные опоры:

транспозиционные — для изменения порядка располо­ жения проводов на опорах;

ответвительные — для устройства ответвлений от ма­ гистральной линии;

11

считаны на передачу действующих на них нагрузок не­ посредственно через стойки на грунт или на фундамент. Стойки опор с оттяжками передают на грунт или на фун­ дамент только вертикальные нагрузки; поперечные и продольные (относительно оси ВЛ) нагрузки передаются на грунт оттяжками, закрепленными за анкерные плиты.

По способу закрепления в грунте опоры подразделяют на устанавливаемые непосредственно в грунт и на фун­ даменты.

Опоры изготовляют из дерева, стали и железобетона. По результатам многолетней практики строительства, проектирования и эксплуатации ВЛ .определяются наи­ более целесообразные и экономичные типы и конструкции опор и систематически проводится их унификация. Пос­ ледняя унификация была проведена в 1968—1970 гг. Бы­ ло сокращено общее количество типов опор, найдены рациональные и экономичные конструкции для соответ­ ствующих климатических и географических районов, на­ пряжений и групп проводов, максимально сокращено количество типоразмеров деталей опор. Многие унифици­ рованные детали могут быть применены как для различ­ ных типов опор, так и для опор ВЛ разных напряжений. Например, железобетонные пасынки для деревянных опор приняты одного профиля — трапецеидального (трех типоразмеров); эти пасынки применяют также для де­ ревянных опор линий связи. Конструкции унифицирован­ ных опор предусматривают индустриальные методы их сборки и монтажа и использование электроинструмента, кранов, буровых машин для рытья котлованов и др. Кроме того, унификация позволяет организовать массо­ вое производство элементов опор на специализированных заводах и ускорить строительство линий электропере­

дачи.

§ 3. ДЕРЕВЯННЫЕ О П О Р Ы

Деревянные опоры получили наибольшее распростра­ нение при строительстве ВЛ, что обусловлено их невысо-

12

кой стоимостью, достаточно высокой механической проч­ ностью, а также природным круглым сортаментом, обес­ печивающим простоту конструкций и наименьшее сопро­ тивление ветровым нагрузкам. Высокие электроизоля­ ционные свойства древесины позволяют применять на деревянных опорах меньшее количество подвесных изо­ ляторов, чем на металлических или железобетонных, а для В Л 6—10 кв использовать легкие и дешевые изоля­ торы. Кроме того, в некоторых случаях отпадает необхо­ димость в подвеске грозозащитного троса и заземлении деревянных опор. В качестве фундаментов для деревян­ ных опор используют железобетонные пасынки или сваи.

Деревянные опоры в 1,4—1,5 раза дешевле железобе­ тонных и металлических, но менее долговечны. Для про­ дления срока службы древесину опор подвергают проти­ вогнилостной обработке (антисептированию) на спе­ циальных заводах. Перспективным является использова­ ние опор из клееной древесины, конструкции которых разрабатываются в последнее время. Клееную древесину изготовляют из сосновых досок, пропитанных масляным антисептиком и склеенных клеем КБ-3 или ФР-12. При­ менение клееной древесины позволяет повысить срок службы опор, ликвидировать скрытые пороки древесины (гниль и т. п.), а также использовать для изготовления опор короткомерную древесину.

Деревянные опоры применяют на ВЛ напряжением до 220 кв; разработаны также конструкции для опор ВЛ напряжением 330 и 500 кв.

Технические свойства древесины. Для изготовления деревянных опор применяют сосну, лиственницу и реже ель. Древесина сосны и лиственницы содержит много смолы и поэтому хорошо противостоит действию влаги. Ель значительно легче поддается загниванию, и ее не разрешается использовать для изготовления траверс и пасынков. Для стоек ель может быть применена толь­ ко на ВЛ напряжением до 35 кв, питающих потребителей третьей категории. Опоры линий электропередачи изго­ товляют из стволов деревьев. Нижняя часть ствола на­ зывается комлем, а верхняя, более тонкая, — отрубом. Естественная конусность ствола от отруба к комлю на­ зывается сбегом.

Прочность древесины в значительной степени зависит от влажности. При уменьшении влажности в деревянных опорах из-за усушки древесины нарушаются соединения:

13

ослабляются гайки и бандажи. Чтобы получить древе­ сину определенной влажности, ее сушат. Основным спо­

50 дней), дает наилучшие результаты. В последние годы применяют высокотемпературную сушку древесины в петролатуме, а также сушку токами высокой частоты.

Прочность древесины зависит также от наличия тех или иных пороков: гниль, сучки и трещины, кривизна, косослой, механические повреждения ствола, поврежде­ ния насекомыми и т. д. Самым опасным пороком являет­ ся гниль, возникающая от поражения древесины гриб­ ками. Загнившая древесина покрывается мелкими тре­ щинами, становится трухлявой и распадается от легкого удара. Наиболее интенсивное гниение происходит при температуре 20—35° С и влажности 25—30%.

Основным способом защиты от гниения является про­ питка древесины маслянистыми или минеральными ан­ тисептиками. В качестве маслянистых антисептиков применяют обычно чистое креозотовое масло или креозо­ товое масло в смеси с мазутом, который служит раство­ рителем. Недостатками маслянистых антисептиков яв­ ляются их вредное воздействие на кожу и слизистые оболочки человека, а также горючесть. Маслянистыми антисептиками пропитывают готовые элементы деревян­ ных опор непосредственно на заводе. При сборке опор на трассе все места, подвергавшиеся обработке, допол­ нительно покрывают более безопасными минеральными антисептиками: фтористым натрием, динитрофенолом, уралитом и др., которые разводят в воде. Разрабатыва­ ются и испытываются синтетические материалы, служа­ щие одновременно для антисептирования и защиты дре­ весины от возгорания.

Непропитанная древесина (сосна и ель) имеет сред­ ний срок службы от трех до пяти лет. Пропитка древе­ сины маслянистыми антисептиками повышает срок служ­ бы опор до 15—25 лет. Деревянные опоры из сосны и ели

14

6 — траверса, 7 — поперечина, S — ригель, 9 — подтраАрснш^,..//) — редкое

;:і С

лезобетонными и деревянными пасынками и подвеской

и пасынков, имеют подтраверсники 9, которыми травер­ сы крепятся к стойкам, а также поперечины 7, усиливаю­ щие жесткость А-образной фермы; ригели 8 и подко­ сы 10.

Из базовых деталей унифицированных опор можно собрать несколько типов опор. Например, из деталей уг­

используют стойки длиной 8,5 м, железобетонные пасын­ ки длиной 4,25 м и деревянные пасынки длиной 4,5 м. Имеются также варианты промежуточных опор со стой­ ками длиной 9,0 и 6,5 м и пасынками различной длины.

Сопряжение железобетонных пасынков со стойкой на ВЛ 10 кв выполняют так же, как и на ВЛ до 1 кв: про­ волочными бандажами или припасовочными хомутами (см. рис. 4). Бандаж в этом случае имеет восемь витков проволоки вместо шести. Деревянные пасынки сопряга­ ют со стойками только бандажами с восемью витками проволоки. Для деталей А-образных опор принято бес­ шпоночное сопряжение в верхушке с металлическим вкладышем и уменьшенным количеством врубок и за­ тесов (рис. 6).

Опоры предусматривают подвеску на крюках или тра­

устанавливать штыревые и подвесные изоляторы. Распо­ лагают провода треугольником. Расстояние между двумя крюками на одной стороне промежуточной опоры при­ нято 1500 мм; для I I I и IV районов по гололедности — до 2100 мм.

Опоры ВЛ 35 к в для легких проводов. На ощюцеп-

ных ВЛ 35 кв с легкими проводами устанавливают уни-

18

фицированные деревянные опоры трех типов: одностоеч­ ные — промежуточные; А-образные — угловые промежу­ точные, анкерные и концевые; трехстоечные (А-образные с подкосом) — угловые анкерные и ответвителыіые. Кон­ струкции одностоечных и А-образных опор ВЛ 35 кв со штыревыми изоляторами аналогичны конструкциям опор

и А-образных опор с подкосом имеют одинаковые А-об­ разные фермы. Например, угловая анкерная опора со­ храняет все элементы анкерной или концевой опоры и отличается лишь установкой подкоса. Угловая проме­ жуточная опора может быть получена из анкерной или концевой установкой специальной траверсы без подтраверсников. Деревянные стойки имеют длину 8,5; 9,0 или 11 м, железобетонные пасынки — 6 м, а деревянные па­ сынки — 4,5 или 6,5 м.

Сопряжение железобетонных пасынков со стойками

промежуточных опорах приняты два варианта располо­

95 мм2. На промежуточных опорах, устанавливаемых в населенной местности, принято двойное крепление про­

иАП-образные анкерные и угловые.

П-образные опоры ВЛ 35—ПО кв представляют со­ бой свободно стоящий портал (рис. 8, а), имеющий две стойки 2 и горизонтальную траверсу 3. Промежуточные

опоры для сталеалюминиевых проводов сечением 95 мм2 и более имеют внутренние перекрестные связи — раско-

19