Из чего состоит промежуточная опора

113.Конструкции промежуточных опоры.

Промежуточные опоры (рис.5.1, а) состоят из фундамента, тела опоры и оголовка. В оголовок входит подферменная плита и подферменники, на которые устанавливают опорные части пролетных строений. Верхняя поверхность подферменной плиты называется подферменной площадкой. В некоторых конструкциях фундамент и тело опоры не выделяются в самостоятельные части. К ним относятся, например, опоры свайно-эстакадных мостов, состоящие из свай с расположенными на них насадками. В шарнирных арочных мостах подферменная плита располагается под пятовыми опорными частями (рис.5.1, б). В бесшарнирных арочных мостах, а также в рамных подферменная плита отсутствует, так как в таких системах опоры объединены с пролетными строениями монолитно.

Высотой опоры Н называют расстояние от верха опоры до обреза фундамента. На поймах рек, в путепроводах и эстакадах обрез фундамента располагают на уровне поверхности земли после ее планировки (срезки). В руслах, а также на поймах блуждающих рек обрез фундамента обычно располагают на 0,5 м ниже горизонта меженных вод. В судоходных пролетах моста обеспечивают при этом минимальную глубину воды над уступами фундаментов согласно требованиям норм на судоходные габариты. Кроме того, обрез фундамента следует располагать на 0,25 м ниже нижней поверхности льда с учетом наиболее глубокого промерзания воды у опор.

Возвышение подферменной площадки над расчетным горизонтом высоких вод должно быть не менее 0,25 м, а над наивысшим уровнем ледохода — 0,5 м. Эти же размеры обычно соблюдают, назначая отметки пят арок (сводов). Размер опоры по фасаду моста называется ее шириной. Ширина опоры у подферменной площадки зависит от размеров опорных частей пролетных строений.

Длиной опоры называется размер ее поперек моста. Длина зависит главным образом от габарита моста.

Основные виды промежуточных опор балочных мостов приведены на рис.2.

В мостах больших пролетов на реках с тяжелым ледовым режимом опоры обычно делают массивными (рис.5.2, а) шириной вверху 2—3 м, а у обреза фундамента -около 1/5 высоты опоры. Боковым граням монолитных опор придают уклон 1:30—1:40, а с низовой стороны — 1:20—1:30.

С верховой стороны такие опоры раньше снабжали ледорезами с уклоном режущего ребра 1:1-2:1 и облицовывали естественным камнем. Верх ледореза располагали на 1,0 м выше горизонта высокого ледохода, низ — на 0,5 м ниже низкого ледостава с учетом толщины льда.

Рис. 5.1 Схемы промежуточных опор: 1-фундамент; 2-тело опоры; 3-подферменная плита; 4- подферменник; 5-опорные части; 6-пролетные строения

Ледорезы значительно увеличивают объем тела и фундамента и удорожают опоры. Опыт эксплуатации показал, что режущее ребро может быть сделано с наклоном 1:10—1:8 или вертикальным (рис. 5.2, б). В этом случае ледорез называют водорезом. Для уменьшения объема кладки опора выше горизонта высоких вод может быть выполнена в виде столбов (см. рис.5.2, б). Столбчатая надстройка выгодна в широких мостах с небольшим числом главных ферм, например, в мостах с ездой понизу и при высоте столбов не менее 2—3 м.

При езде поверху и большом числе главных ферм опоры современных мостов делают с железобетонными консольными оголовками (рис.5.2, в), позволяющими значительно сократить длину опоры. Низ оголовка располагают выше горизонта высоких вод не менее чем на 0,25 м. Высота оголовка составляет 1 —1,5 м, вынос I консолей — 2—3 м. Ширину оголовков назначают из условия размещения опорных частей пролетных строений; в разрезных мостах средних пролетов ширина оголовков не превышает 1,5—2 м. Ширина тела опоры вверху (за счет свесов оголовка) может быть минимальной, равной 1,0—1,5 м.

В последнее время опоры все чаще строят с применением сборных элементов.

В сборных и сборно-монолитных опорах (рис.5.2, г) боковые грани делают вертикальными, что уменьшает число монтажных элементов с неодинаковыми размерами.

Для развития сечений тело высоких опор делят по высоте на ярусы с одинаковыми монтажными элементами в каждом ярусе. Такие опоры называют телескопическими. Выше горизонта высоких вод массивную конструкцию опор под пролеты средней величины часто заменяют облегченной, состоящей из железобетонных колонн (размером от 1,0—1,6 м до 0,4—0,6 м) и ригеля. При габаритах моста до Г-10 обычно достаточно двух толстых колонн-столбов (рис.5.2, д), в более широких мостах число столбов увеличивают для облегчения работы ригеля. Более тонкие колонны-стойки ставят в большем числе, располагая их по фасаду моста в два ряда (см.рис.5.2,е).Опоры с колоннами выгодны при высоте колонн не менее 2,5—3 м.

В целях максимальной индустриализации и унификации конструкций перспективно устройство опор в виде столбов из центрифугированных оболочек, являющихся продолжением оболочек фундаментов глубокого заложения (рис.5.2, ж). Такие опоры делают телескопическими. В пределах горизонтов паводковых вод столбы заполняют бетоном или гидрофобным песком и объединяют сплошной стенкой. На столбы укладывают железобетонный ригель.

В косых путепроводах и мостах, в особенности на горных реках с косоструйным течением, при пролетах до 20—30 м применяют одностолбчатые опоры (рис.5.2, з), в наименьшей степени стесняющие проезд под путепроводом или русло реки

На реках со слабым ледоходом (толщина льда не более 0,6 м) под железобетонные пролетные строения длиной до 18—20 м находят применение опоры-стенки из вертикально поставленных плит, толщиной 0,4—0,6 м, объединенных сверху насадкой (рис.5.2, и). Высота таких опор может достигать 6—8 м.

На суходолах и небольших реках с толщиной льда до 0,3 м широкое применение нашли свайно-эстакадные мосты с небольшими пролетами. Опоры этих мостов состоят из железобетонных свай с уложенными на них насадками (рис.5.2, к, л). Поперек моста сваи располагают через 1,4—2 м. Чтобы насадки не испытывали изгиба от давлений балок пролетных строений, сваи желательно распола­гать под балками. По фасаду свайные опоры могут быть однорядными (см. рис.5.2,к) и двухрядными (см. рис.5.2, л). Двухрядные опоры ставят в качестве «анкерных» в середине секций, на которые разбивают мост. Они необходимы для обеспечения продольной жесткости моста.

Сваи д. б. забиты в грунт не менее чем на 4 м, считая от пов-ти грунта после его размыва. Высота свайных опор зависит главным образом от дл. свай и обычно не превышает 6—7 м.

Если сваи погрузить в грунт не удается или длина свай полу­чается больше 12—14 м, то переходят на стоечные опоры, в кото­рых сваи в надземной части заменяют стойками, заделанными в фундамент. В путепроводах и пересечениях городских проездов большое значение для безопасности движения имеет видимость под ними. В этих случаях рекомендуется делать опоры двухстоечными (см. рис.5.2, г) или одностоечными (см. рис.5.2, з). Опоры рамно-консольных мостов бывают массивными и облегченными. Массивные опоры (рис.5.2, а) применяют при небольших пролетах, когда число главных балок консолей достаточно велико. При небольшом числе главных балок надводную часть опор выгоднее делать в виде отдельных столбов (рис.5.2, б). В этом случае столбы могут быть пустотелыми. Нижнюю часть опор в пределах колебаний уровня воды в реке делают, как правило, массивной. В рамно-консольных системах опоры испытывают значительные изгибающие моменты при загружении временной нагрузкой одного из примыкающих пролетов. Поэтому эти опоры выполняют из железобетона, часто с предварительным напряжением арматуры. Ширина опор рамно-консольных систем составляет 1/15 до 1/40пролета.

Быки арочных распорных систем должны обладать значительной жесткостью, так как даже небольшие смещения их неблагоприятно отражаются на работе пролетных строений. Это вынуждает делать их массивными шириной в уровне пят арок от 1/9 до 1/15—1/20 пролета. Выше пят конструкция опор может быть как массивной, так и облегченной.

Рис. 5.3 Схема опор рамно-консольных мостов.

Массивная конструкция необходима при пологих арках (рис.5.3, а), а также в опорах с неуравновешенными распорами, например, при опирании на опору неодинаковых пролетов (рис.5.3, б). В этих случаях большой вес опоры способствует выравниванию напряжений в теле опоры и в особенности по подошве фундамента. Выравнивание напряжений достигается также несимметричным очертанием под­водной части тела опоры и ее фундамента (см. рис.5.3,б). Надводную видимую часть обычно делают сим­метричной по архитектурным соображениям.

При подъемистых арках и относительно узких опорах верхняя часть может отсутствовать (рис.5.3, в) или быть выполненной в виде облегченной надстройки, повторяющей конструкцию надарочных строений (рис.5.3, г).

Для более равномерного распределения напряжений в кладке опоры часто снабжают выносными пятами (см. рис.5.3, г). Вынос­ные пяты уменьшают пролет арок, делают их более крутыми и уменьшают изгибающие моменты в опоре при несимметричном загружении пролетных строений.

Учитывая сложные условия работы быков арочных мостов их делают монолитными из бетонной или бутобетонной кладки.

Опоры воздушных линий

Основными типами опор ВЛ являются анкерные и промежуточные. Опоры этих двух основных групп различаются способом подвески проводов. На промежуточных опорах провода подвешиваются с помощью поддерживающих гирлянд изоляторов (рис.2.1). Расстояние междупромежуточными опорами называется промежуточным пролетом или просто пролетом, а расстояние между анкерными опорами — анкерным пролетом. Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках ВЛ для поддержания провода в анкерном пролете. Промежуточная опора дешевле и проще в изготовлении, чем анкерная, так как благодаря одинаковому тяжению проводов по обеим сторонам она при необорванных проводах, т. е. в нормальном режиме, не испытывает усилий вдоль линии. Промежуточные опоры составляют 80-90 % общего числа опор ВЛ.

Рис. 2.3. Схема анкерного пролета ВЛ и пролета пересечения с железной дорогой

Анкерные опоры предназначены для жесткого закрепления проводов в особо ответственных точках ВЛ: на пересечениях инженерных сооружений (например, железных дорог, ВЛ 330—500 кВ, автомобильных дорог шириной проезжей части более 15 м и т.д.) и на концах ВЛ. Анкерные опоры на прямых участках трассы ВЛ при подвеске проводов с обеих сторон от опоры в нормальных режимах выполняют те же функции, что и промежуточные опоры. Но анкерные опоры рассчитываются на восприятие односторонних тяжений по проводам и тросам при обрыве проводов или тросов в примыкающем пролете. Анкерные опоры значительно сложнее и дороже промежуточных, и поэтому число их на каждой линии должно быть минимальным.

Угловые опоры устанавливают в точках поворота линии. Углом поворота линии называется угол  в плане линии (рис.2.4), дополнительный до 180 0 к внутреннему углу  линии. Траверсы угловой опоры устанавливают по биссектрисе угла .

Угловые опоры могут быть анкерного и промежуточного типа. Кроме нагрузок, воспринимаемых промежуточными опорами, на угловые опоры действуют также нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов. Чаще всего при углах поворота линий до 20° применяют угловые опоры анкерного типа.

Рис.2.4. Угол поворота ВЛ

1 — подножники опоры; 2- траверса; 3 — петля

На ВЛ применяются специальные опоры следующих типов: транспозиционные — для изменения порядка расположения проводов на опорах; ответвительные — для выполнения ответвлений от основной линии; переходные — для пересечения рек, ущелий и т. д.

Транспозицию применяют на линиях напряжением 110кВ и выше протяженностью более 100 км для того, чтобы сделать емкость и индуктивность всех трех фаз цепи ВЛ одинаковыми. При этом на опорах последовательно меняют взаимное расположение проводов по отношению друг к другу на разных участках линии: провод каждой фазы проходит одну треть длины линии на одном, вторую — на другом и третью — на третьем месте. Такое тройное перемещение проводов называют циклом транспозиции (рис.2.5).

Рис. 2.5. Цикл транспозиции проводов одоноцепной линии

Наиболее распространенные расположения проводов и грозозащитных тросов на опорах изображены на рис.2.6. Расположение проводов треугольником (рис.2.6,а) применяют на ВЛ 10кВ и на одноцепных ВЛ 35-330кВ с металлическими и железобетонными опорами. Горизонтальное расположение проводов (рис.2.6,б) используют на ВЛ 35-220 кВ с деревянными опорами и на ВЛ 330 кВ. Это расположение проводов позволяет применять более низкие опоры и уменьшает вероятность схлестывания проводов при образовании гололеда и пляске проводов. Поэтому горизонтальное расположение предпочтительнее в гололедных районах.

На двухцепных ВЛ расположение проводов обратной елкой удобнее по условиям монтажа (рис.2.6, в), но увеличивает массу опор и требует подвески двух защитных тросов. Наиболее экономичны двухцепные ВЛ 35—330 кВ на стальных и железобетонных опорах с расположением проводов бочкой (рис.2.6, г).

Рис.2.6. Расположение прово-

дов и тросов на опорах:

а — по вершинам треугольника;

в — обратная елка;

Деревянные опоры применяют на ВЛ до 35 кВ включительно. Достоинства этих опор — малая стоимость (в районах, располагающих лесными ресурсами) и простота изготовления. Недостаток — подверженность древесины гниению, особенно в месте соприкосновения с почвой. Эффективное средство против гниения — пропитка специальными антисептиками.

Металлические (стальные) опоры, применяемые на линиях электропередачи напряжением 35 кВ и выше, для защиты от коррозии в процессе эксплуатации требуют окраски. Устанавливают металлические опоры на железобетонных фундаментах. Эти опоры по конструктивному решению тела опоры могут быть отнесены к двум основным схемам — портальным (рис.2.7, а,б) и башенным или одностоечным (рис.2.7, в,г) а по способу закрепления на фундаментах — к свободностоящим опорам (рис.2.7.г) и опорам на оттяжках (рис. 2.7, а-в).

Рис. 2.7. Металлические опоры:

а — промежуточная одноцепная на оттяжках 500 кВ;

б — промежуточная V — образная 1150кВ;

в — промежуточная опора ВЛпостоянного тока 1500 кВ;

г — свободностоящая 110 кВ

Независимо от конструктивного решения и схемы металлические опоры выполняются в виде пространственных решетчатых конструкций.Унифицированная одноцепная промежуточная опора ВЛ 110 кВ показана на рис.2.1, а двухцепная ВЛ 220 кВ — на рис. 2.8,а. Анкерные опоры отличаются от промежуточных увеличенными вылетами траверс и усиленной конструкцией тела опоры. На ВЛ 500 кВ, как правило, применяется горизонтальное расположение проводов. Промежуточные опоры 500 кВ могут быть портальными свободностоящими или на оттяжках. Наиболее распространенная конструкция опоры 500 кВ — портал на оттяжках (рис.2.7, а). Для линии 750 кВ применяются как портальные опоры на оттяжках, так и V-образные опоры типа «Набла» с расщепленными оттяжками. Основным типом промежуточных опор для линий 1150 кВ являются V-образные опоры на оттяжках с горизонтальным расположением проводов (рис.2.7, б).

Рис. 2.8.Металлические свободностоящие двухцепные опоры:

а — промежуточная 220 кВ,

б — анкерная угловая 110 кВ

Железобетонные опоры долговечнее деревянных, требуют меньше металла, чем металлические, просты в обслуживании и поэтому широко применяются на ВЛ до 500кВ включительно. При изготовлении железобетонных опор для обеспечения необходимой плотности бетона применяются виброуплотнение и центрифугирование. Виброуплотнение производится различными вибраторами (инструментами или навесными приборами), а также на вибростолах. Центрифугирование обеспечивает хорошее уплотнение бетона и требует специальных машин — центрифуг. На ВЛ 110 кВ и выше стойки опор и траверсы портальных опор — центрифугированные трубы, конические или цилиндрические. На ВЛ 35кВ стойки — центрифугированные или из вибробетона, а для ВЛ более низкого напряжения — только из вибробетона. Траверсы одностоечных опор — металлические оцинкованные.

Для ВЛ 35—500 кВ применяются преимущественно унифицированные конструкции металлических и железобетонных опор. В результате этого сокращено число типов и конструкций опор и их деталей. Это позволило серийно производить опоры на заводах, что позволяет ускорить и удешевить сооружение линий.

Рис. 2.9. Промежуточные железобетонные опоры:

а — одностоечная свободностоящаядвухцепная 110 кВ;

б — портальная с оттяжками одноцепная500 кВ

5 Опоры воздушных линий электропередач 5

Воздушные линии напряжением до 1 кВ называют линиями низкого напряжения (НН), 1 кВ и более – высокого напряжения (ВН).

Низковольтные линии представляют собой простейшие сооружения в виде одиночных столбов, заглубленных непосредственно в землю, с укрепленными на них металлическими штырями и изоляторами, к которым прикреплены провода.

В качестве опор применяют деревянные, железобетонные и реже – металлические опоры. Последние, как правило, используют на ответственных пересечениях (железные электрифицированные дороги, автострады и др.). Деревянные опоры могут быть составными на деревянных или железобетонных приставках или из цельных бревен соответствующей длины и диаметра. На линиях 6-35 кВ подвешивают три провода, а на линиях 0.4 кВ опоры допускают совместную подвеску до восьми проводов марки А (Ап) сечением 16-50 мм2.

Линии ВН 3-10 кВ принципиально не отличаются от линий НН однако благодаря большим расстояниям между фазами и между проводами и землей размеры элементов – столбов, штырей, изоляторов – увеличены.

Железобетонные опоры ЛЭП разработаны и эксплуатируются в районах с расчетной температурой воздуха до -55°С. Основным элементом таких опор являются центрифугированные железобетонные стойки. Помимо центрифугированных стоек, в состав железобетонной опоры ЛЭП могут входить опорно-анкерные плиты, ригели, анкеры для оттяжек, нижняя бетонная крышка (подпятник) и металлоконструкции в виде траверс, надставок, тросостоек, оголовников, хомутов, оттяжек, внутренних связей, узлов крепления. Крепление металлоконструкций к стойке опоры осуществляется с помощью хомутов или сквозных болтов. Закрепление в грунте железобетонных опор производится путем установки их в цилиндрический котлован с последующим заполнением пазух песчано-гравийной смесью. Для обеспечения необходимой прочности заделки в слабых грунтах на подземной части опор ВЛ с помощью полухомутов закрепляются ригели. Главный недостаток опор из железобетона — низкие прочностновесовые характеристики, и как следствие высокие затраты при транспортировке из-за больших габаритов и массы изделий. Достоинство — высокая коррозионная стойкость к агрессивной среде.

Классификация железобетонных опор ВЛ

По назначению

• Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках трассы ВЛ, предназначены только для поддержания проводов и тросов и не рассчитаны на нагрузки направленные вдоль линии электропередачи. Как правило общее число промежуточных опор составляют 80 — 90 % от всех опор ЛЭП.
• Анкерные опоры применяются на прямых участках трассы ВЛ в местах перехода через инженерные сооружения или естественные преграды для ограничения анкерного пролета, а также в местах изменения числа, марок и сечений проводов линии электропередачи. Анкерная опора воспринимает нагрузку от разности тяжения проводов и тросов, направленную вдоль ЛЭП. Конструкция анкерных железобетонных опор ВЛ отличается повышенной прочностью. Это обеспечивается, в том числе, применением в опоре железобетонных стоек повышенной прочности.
• Угловые опоры рассчитаны на эксплуатацию в местах изменения направления трассы ВЛ, воспринимают результирующую нагрузку от тяжения проводов и тросов смежных межопорных пролетов. При небольших углах поворота (15 — 30°), где нагрузки невелики, применяют угловые промежуточные опоры. При углах поворота более 30° используют угловые анкерные опоры, которые имеют более прочную конструкцию и анкерное крепление проводов.
• Концевые опоры являются разновидностью анкерных и устанавливаются в конце и начале линии электропередачи, рассчитаны на нагрузку от одностороннего тяжения всех проводов и тросов.
• Специальные опоры применяются для выполнения специальных задач: транспозиционные — для изменения порядка расположения проводов на опорах; переходные — для перехода линии электропередачи через инженерные сооружения или естественные преграды; ответвительные — для устройства ответвлений от магистральной линии электропередачи; противоветровые — для усиления механической прочности участка ЛЭП; перекрестные — при пересечении воздушных ЛЭП двух направлений.

• Портальные железобетонные опоры ВЛ с оттяжками
• Портальные свободностоящие опоры с внутренними связями
• Одно-, двух-, трех- и многостоечные свободностоящие опоры
• Одно-, двух-, трех- и многостоечные опоры с оттяжками

• Одноцепные
• Двухцепные
• Многоцепные

ОПОРЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ.

Опоры воздушных линий в зависимости от назначения и места установки на трассе могут быть промежуточными, анкерными, угловыми, концевыми и специальными. Промежуточные опоры (смотри рисунок ниже) служат для поддержания проводов на прямых участках линий. На промежуточных опорах провода крепят штыревыми изоляторами. Пролеты между опорами для линий напряжением до 1000В составляют 35 — 45 метров, а для линий до 10кВ — 60 метров. Опоры воздушных линий: а и 6 — промежуточные, в — угловая с подкосом, г — угловая с проволочной оттяжкой Анкерные опоры (смотри рисунок ниже) устанавливают также на прямых участках трассы и на пересеченных с различными сооружениями. Они имеют жесткую и прочную конструкцию, поскольку в нормальных условиях воспринимают усилия от разности натяжения по проводам, направленные вдоль воздушной линии, а при обрыве проводов должны выдержать натяжение всех оставшихся проводов в анкерном пролете. Провода на анкерных опорах крепят наглухо к подвесным или штыревым изоляторам. Анкерные опоры для воздушных линий напряжением 10кВ ставят на расстоянии около 250 метров. Анкерная опора воздушной линии напряжением 6 — 10кВ Концевые опоры, являющиеся разновидностью анкерных, устанавливают в начале и конце линии. Концевые опоры должны выдерживать постоянно действующее одностороннее натяжение проводов, а угловые (смотри верхний рисунок в и г) — в местах, где меняется направление трассы воздушной линии. К специальным относят переходные опоры, размещаемые в местах пересечений линиями электропередачи различных сооружений или препятствий (например, рек, железных дорог и т.п.). Эти опоры отличаются от других данной линии высотой или конструкцией. Опоры изготовляют из дерева, металла, железобетона, а также выполняют составными, сопрягая деревянную стойку опоры с деревянной или железобетонной приставкой. Для воздушных линий напряжением до 10кВ достаточно долго применяли в основном деревянные опоры, что было обусловлено простотой обработки древесины и ее дешевизной по сравнению со сталью и железобетоном. Опоры изготовляли из сосны, реже из лиственницы, ели или пихты. Диаметр в верхнем отрубе сосновых бревен для опор и основных деталей должен быть не менее 15 см для линий напряжением до 1000В и 16 см — для линий напряжением 1 — 10кВ. Основным недостатком деревянных непропитанных опор является их недолговечность. Так, срок службы сосновых опор в среднем равен 4 — 5 годам, а опор из ели или пихты 3 — 4 годам. В настоящее время железобетонные опоры ввиду их долговечности и в целях экономии лесных ресурсов страны находят широкое применение при строительстве новых воздушных сетей. По конструкции деревянные опоры разделяют: на одинарные; А-образные из двух стоек, расходящихся к основанию; трехногие из трех стоек, сходящихся к вершине; П-образные из двух стоек и соединительной горизонтальной траверсы вверху (поперечный брус); АП-образные из двух А-образных опор и соединительной горизонтальной траверсы. Применяют также составные опоры, состоящие из стойки и приставки (пасынка). В этих случаях участок сопряжения стойки с приставкой должен быть не менее 1300 мм (смотри рисунок ниже). Сопряжение стойки деревянной опоры с приставкой: а — железобетонной, б — деревянной; I и 4 — нижняя часть опоры и приставки, 2 и 3 — продольная и поперечная арматуры, 5 — приставка, 6 —. проволочный бандаж Стойки соединяют с приставками при помощи бандажей из стальной проволоки. Для промежуточных опор бандажи выполняют из десяти витков проволоки диаметром 4 мм, для анкерных, угловых и концевых опор — из восьми витков проволоки диаметром 5 мм. Проволочные бандажи закрепляют болтами, подкладывая под головку болтов и под гайки прямоугольные шайбы из полосовой стали. Стальные опоры изготовляют из труб или профильной стали. Железобетонные опоры выпускаются заводами в виде полых стоек круглого сечения с уменьшающимся по ступеням наружным диаметром и прямоугольные также с уменьшающимся сечением к вершине опоры. На заводах также производят и железобетонные приставки круглого или прямоугольного профиля. При использовании железобетонных приставок и деревянных стоек, пропитанных антисептиком, значительно удлиняется срок службы опор. Опоры воздушных линий электропередачи независимо от их типа могут выполняться с подкосами или оттяжками (смотри верхний рисунок виг). На всех опорах воздушных линий на высоте 2,5 — 3,0 метра от земли указывают их порядковый номер и год установки.

ПРОВОДА

Материал проводов	Минимальные сечения проводо, мм 2
	Воздушные линии напряжением выше 1000В	Воздушные линии напряжением до 1000В	Ответвлений от воздушной линии к вводам в здания при пролетах, м
			до 10	10 — 25
Медь	25	6	2,5	4
Сталь	25	25	12,5Ø4	12,5Ø4
Алюминий	35	16	6	10

При креплении проводов воздушных линий к опорам применяют изоляторы и крюки, а при креплении к траверсе — изоляторы и штыри. Для воздушных линий напряжением до 1000В используют штыревые фарфоровые изоляторы ТФ и ШН (рисунок ниже, а), для ответвлений ШО (рисунок ниже, б) и стеклянные ТС. Изоляторы, применяемые для воздушных линий, марок: а — ТФ и ШН, б — ШО, в — ШФ-бА и ШФ-10А, г — ШФ-10Б, д — П Крюки и штыри для крепления изоляторов показаны на рисунке ниже. Для воздушных линий напряжением до 1000В используют крюки КН (смотри рисунок ниже, а), изготовляемые из круглой стали диаметром 12 — 18 мм, или КВ (смотри рисунок ниже, б) в зависимости от типа изолятора и штыри ШН или ШУ (смотри рисунок ниже, в). Детали для крепления изоляторов: а — крюк КН-16, б — крюк КВ-22, в — стальной штырь ШН или ШУ На воздушных линиях напряжением 6кВ применяют штыревые изоляторы ШФ-6 (смотри верхний рисунок, б) с крюками КВ-22 и штырями ШН-21, на воздушных линиях напряжением 10кВ — штыревые изоляторы ШФ-10 с крюками КВ-22 и штырями ШУ-22. Изоляторы ШФ-10 (смотри верхний рисунок, г) отличаются от ШФ-6 размерами и изготовляются каждый в трех исполнениях — А, Б и В (смотри верхний рисунок, в и г). В местах анкерных креплений используют подвесные изоляторы П (верхний рисунок, д). Изоляторы прочно навертывают на крюки или штыри с помощью специальных полиэтиленовых колпачков или пакли, пропитанной суриком либо олифой. Расположение изоляторов на опоре различное. Так, для воздушных линий напряжением до 1000В при четырехпроводной линии изоляторы располагают по два с каждой стороны опоры вразбежку с соблюдением расстояний между ними по вертикали не менее 400 мм, при этом нулевой провод размещают ниже фазовых проводов со стороны столба, обращенной к домам. При трехпроводной линии напряжением 6 — 10кВ два изолятора находятся с одной стороны опоры, третий — с другой. Изоляторы должны быть чистыми, без трещин, сколов и повреждений глазури.

Опоры ВЛ делятся на анкерные и промежуточные. Опо­ры этих двух основных групп различаются способом под­вески проводов. На промежуточных опорах провода подве­шиваются с помощью поддерживающих гирлянд изолято­ров. Опоры анкерного типа служат для натяжения проводов, на этих опорах провода подвешива­ются с помощью подвесных гирлянд. Расстояние между промежуточными опорами называется промежуточным про­летом или просто пролетом, а расстояние между анкерны­ми опорами — анкерным пролетом. 1. Анкерные опоры предназначены для жесткого закрепле­ния проводов в особо ответственных точках ВЛ: на пересе­чениях особо важных инженерных сооружений (например, железных дорог, ВЛ 330—500 кВ, автомобильных дорог шириной проезжей части более 15 м и т. д.), на концах ВЛ и на концах прямых ее участков. Анкерные опоры на прямых участках трассы ВЛ при подвеске проводов с обеих сторон от опоры с одинаковыми тяжениями в нормальных режимах работы ВЛ выполняют те же функции, что и про­межуточные опоры. Но анкерные опоры рассчитываются также и на восприятие значительных тяжений по проводам и тросам при обрыве части из них в примыкающем пролете. Анкерные опоры значительно сложнее и дороже промежу­точных и поэтому число их на каждой линии должно быть минимальным. В наихудших условиях находятся концевые анкерные опоры, устанавливаемые при выходе линии с электростан­ции или на подходах к подстанции. Эти опоры испытывают одностороннее тяжение всех проводов со стороны линии, так как тяжение проводов со стороны портала подстанции незначительно. 2. Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках ВЛ для поддержания провода в анкерном пролете. Промежуточная опора дешевле и проще в изго­товлении, чем анкерная, так как благодаря одинаковому тяжению проводов по обеим сторонам она при необорван­ных проводах, т. е. в нормальном режиме, не испытывает усилий вдоль линии. Промежуточные опоры составляют не менее 80—90 % общего числа опор ВЛ. 3. Угловые опоры устанавливают в точках поворота линии. Кроме нагрузок, воспринимаемых промежуточными прямыми опорами, на угловые опоры действуют также нагрузки от поперечных состав­ляющих тяжения проводов и тросов. Чаще всего при углах поворота линий до 20° применяют угловые опоры анкер­ного типа (см. рис. 1.). При углах поворота линии элек­тропередачи более 20° вес промежуточных угловых опор значительно возрастает. Рис. 1. Схема анкерного пролета ВЛ и пролета пересечения с желез­ной дорогой. 4. Деревянные опоры широко применяют на ВЛ до 110кВ включительно. Разработаны деревянные опоры также и для ВЛ 220 кВ, но они не нашли широкого распространения. Достоинства этих опор — малая стоимость (в районах, располагающих лесными ресурсами) и простота изготовления. Недостаток — подверженность древесины гниению, особенно в месте соприкосновения с почвой. Эффективное средство против гниения — пропитка специальными антисептиками. Опоры делают в большинстве случаев составными. Нога опоры состоит из двух частей длинной (стойки) и короткой (пасынка ). Пасынок соединяют со стойкой двумя бандажами из стальной проволоки. Анкерные и промежуточные угловые опоры для ВЛ 6—10 кВ выполняются в виде А-образной конструкции. Промежуточная опора представляет собой портал, имеющий две стойки с ветровыми связями и горизонтальную траверсу. Анкерные угловые опоры для В Л 35—110 кВ выполняются в виде пространственных А—П-образных конструкций. 5. Металлические опоры (стальные), применяемые на линиях электропередачи напряжением 35 кВ и выше, достаточно металлоемкие и требуют окраски в процессе эксплуатации для защиты от коррозии. Устанавливают металлические опоры на железобетонных фундаментах. Наиболее распространенная конструкция опоры 500 кВ — портал на оттяжках (рис.2). Для линии 750 кВ применяются как портальные опоры на оттяжках, так и V-образные опоры типа «Набла» с расщепленными оттяжками. Для использования на линиях 1150 кВ в кон­кретных условиях разработан ряд конструкций опор — пор­тальные, V-образные, с вантовой траверсой. Основным ти­пом промежуточных опор для линий 1150 кВ являются V-образные опоры на оттяжках с горизонтальным распо­ложением проводов (рис.2). Линию постоянного тока напряжением 1500 (±750) кВ Экибастуз—Центр проекти­руют на металлических опорах (рис.2). Рис.2. Металлические опоры: а — промежуточная одноцепная на оттяжках 500 кВ; б — промежуточная V-образная 1150 кВ; в — промежуточная опора ВЛ постоянного тока 1500 кВ; г — элементы пространственных решетчатых конструкций 6. Железобетонные опоры долговечнее деревянных, требу­ют меньше металла, чем металлические, просты в обслуживании и поэтому широко применяются на ВЛ до 500 кВ включительно. Проведена унификация конструкций металли­ческих и железобетонных опор для ВЛ 35—500 кВ. В ре­зультате сокращено число типов и конструкций опор и их деталей. Это позволило серийно производить опоры на за­водах, что ускорило и удешевило сооружение линий. Типы опор Воздушные линии электропередачи. Опорные конструкции. Опоры и фундаменты на воздушные линии электропередач напряжением 35-110 кВ имеют значительный удельный вес как в части материалоёмкости, так и в стоимостном отношении. Достаточно сказать, что стоимость смонтированных опорных конструкций на этих воздушных линиях составляет, как правило, 60-70 % полной стоимости сооружения воздушных линий электропередач. Для линий, расположенных на промышленных предприятиях и непосредственно прилегающих к ним территориях, этот процент может быть ещё выше. Опоры воздушной линии предназначены для поддержания проводов линий на определённом расстоянии от земли, обеспечивающем безопасность людей и надёжную работу линии. Опоры воздушных линий электропередач делятся на анкерные и промежуточные. Опоры этих двух групп различаются способом подвески проводов. Анкерные опоры полностью воспринимают тяжение проводов и тросов в смежных с опорой пролётах, т.е. служат для натяжения проводов. На этих опорах провода подвешиваются с помощью подвесных гирлянд. Опоры анкерного типа могут быть нормальной и облегчённой конструкции. Анкерные опоры значительно сложнее и дороже промежуточных и поэтому число их на каждой линии должно быть минимальным. Промежуточные опоры не воспринимают тяжение проводов или воспринимают его частично. На промежуточных опорах провода подвешиваются с помощью поддерживающих гирлянд изоляторов, рис. 1. Рис. 1. Схема анкерного пролёта воздушной линии и пролёта пересечения с железной дорогой На базе анкерных опор могут выполняться концевые и транспозиционные опоры. Промежуточные и анкерные опоры могут бытьпрямыми и угловыми. Концевые анкерные опоры, устанавливаемые при выходе линии с электростанции или на подходах к подстанции, находятся в наихудших условиях. Эти опоры испытывают одностороннее тяжение всех проводов со стороны линии, так как тяжение со стороны портала подстанции незначительно. Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках воздушных линий электропередач для поддержания проводов. Промежуточная опора дешевле и проще в изготовлении, чем анкерная, так как в нормальном режиме не испытывает усилий вдоль линии. Промежуточные опоры составляют не менее 80-90 % общего числа опор воздушных линий. Угловые опоры устанавливаются в точках поворота линии. При углах поворота линии до 20 о применяют угловые опоры анкерного типа. При углах поворота линии электропередачи более 20 о – промежуточные угловые опоры.

Виды и типы опор воздушных линий электропередачи

В зависимости от способа подвески проводов опоры воздушных линий (ВЛ) делятся на две основные группы:

а) опоры промежуточные , на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах,

б) опоры анкерного типа , служащие для натяжения проводов. На этих опорах провода закрепляются в натяжных зажимах.

Расстояние между опорами воздушных линий электропередачи (ЛЭП) называется пролетом , а расстояние между опорами анкерного типа — анкерованным участком (рис. 1).

В соответствии с требованиями ПУЭ пересечения некоторых инженерных сооружений, например железных дорог общего пользования, необходимо выполнять на опорах анкерного типа. На углах поворота линии устанавливаются угловые опоры, на которых провода могут быть подвешены в поддерживающих или натяжных зажимах. Таким образом, две основные группы опор — промежуточные и анкерные — разбиваются на типы, имеющие специальное назначение.

Рис. 1. Схема анкерованного участка воздушной линии

Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках 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.

При необорванных проводах и тросах промежуточные опоры, как правило, не воспринимают горизонтальной нагрузки от тяжения проводов и тросов в направлении линии и поэтому могут быть выполнены более легкой конструкции, чем опоры других типов, например концевые, воспринимающие тяжение проводов и тросов. Однако для обеспечения надежной работы линии промежуточные опоры должны выдерживать некоторые нагрузки в направлении линии.

Линия электопередачи высокого напряжения (рисунок из книги 1950 года)

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.

При углах поворота линии электропередачи более 20° вес промежуточных угловых опор значительно возрастает. Поэтому промежуточные угловые опоры применяются для углов до 10 — 20°. При больших углах поворота устанавливаются анкерные угловые опоры .

Рис. 2. Промежуточные опоры ВЛ

Анкерные опоры . На линиях с подвесными изоляторами провода закрепляются в зажимах натяжных гирлянд. Эти гирлянды являются как бы продолжением провода и передают его тяжение на опору. На линиях со штыревыми изоляторами провода закрепляются на анкерных опорах усиленной вязкой или специальными зажимами, обеспечивающими передачу полного тяжения провода на опору через штыревые изоляторы.

При установке анкерных опор на прямых участках трассы и подвеске проводов с обеих сторон от опоры с одинаковыми тяжениями горизонтальные продольные нагрузки от проводов уравновешиваются и анкерная опора работает так же, как и промежуточная, т. е. воспринимает только горизонтальные поперечные и вертикальные нагрузки.

Рис. 3. Опоры ВЛ анкерного типа

В случае необходимости провода с одной и с другой стороны от анкерной опоры можно натягивать с различным тяжением, тогда анкерная опора будет воспринимать разность тяжения проводов. В этом случае, кроме горизонтальных поперечных и вертикальных нагрузок, на опору будет также воздействовать горизонтальная продольная нагрузка. При установке анкерных опор на углах (в точках поворота линии) анкерные угловые опоры воспринимают нагрузку также от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов.

Концевые опоры устанавливаются на концах линии. От этих опор отходят провода, подвешиваемые на порталах подстанций. При подвеске проводов на линии до окончания сооружения подстанции концевые опоры воспринимают полное одностороннее тяжение проводов и тросов ВЛ.

Помимо перечисленных типов опор, на линиях применяются также специальные опоры: транспозиционные , служащие для изменения порядка расположения проводов на опорах, ответвительные — для выполнения ответвлений от основной линии, опоры больших переходов через реки и водные пространства и др.

Основным типом опор на воздушных линиях являются промежуточные, число которых обычно составляет 85 -90% общего числа опор.

По конструктивному выполнению опоры можно разделить на свободностоящие и опоры на оттяжках . Оттяжки обычно выполняются из стальных тросов. На воздушных линиях применяются деревянные, стальные и железобетонные опоры. Разработаны также конструкции опор из алюминиевых сплавов.
Конструкции опор ВЛ

1. Деревянная опора ЛОП 6 кВ (рис. 4) — одностоечная, промежуточная. Выполняется из сосны, иногда лиственницы. Пасынок выполняется из пропитанной сосны. Для линий 35—110 кВ применяются деревянные П-образные двухстоечные опоры. Дополнительные элементы конструкции опоры: подвесная гирлянда с подвесным зажимом, траверса, раскосы.
2. Железобетонные опоры выполняются одностоечными свободностоящими, без оттяжек или с оттяжками на землю. Опора состоит из стойки (ствола), выполненной из центрифугированного железобетона, траверсы, грозозащитного троса с заземллителем на каждой опоре (для молниезащиты линии). С помощью заземляющего штыря трос связан с заземлителем (проводник в виде трубы, забитой в землю рядом с опорой). Трос служит для защиты линий от прямых ударов молнии. Другие элементы: стойка (ствол), тяга, траверса, тросостойка.
3. Металлические (стальные) опоры (рис. 5) применяются при напряжении 220 кВ и более.

Рис. 4. Деревянная одностоечная промежуточная опора ЛЭП 6 кВ: 1 — опоры, 2 — пасынок, 3 — бандажа, 4 — крюка, 5 — штыревых изоляторов, 6 — провода

Рис. 5. Металлическая опора ЛЭП 220-330 кВ: 1 — стойка (ствол) опоры, 2 — фундамент сборный железобетонный иди монолитный, 3 — раскосы, 4 — пояс опоры, 5 — траверса (тяга и пояс траверсы), 6 — гирлянда изоляторов натяжная или подвесная в зависимости от назначения опоры, 7 — провод, S — тросостойка, 9 — трос грозозащитный, 10 — заземлитель, 11 — заземляющий стержень

На первых ВЛ 110 — 500 кВ широкое распространение имели металлические сварные конструкции опор, устанавливавмые на монолитных, набивных или металлических подножниках. В настоящее время на таких ВЛ широко применяются металлические опоры с антикоррозионной защитой металла методами горячего оцинкования, устанавливаемые на фундаментах из сборного железобетона.

Не менее важным при реконструкции, модернизации и строительстве линий становятся и вопросы снижения транспортного веса опор, простота монтажа, высокая удельная прочность опор, долговечность, вандалоустойчивость, устойчивость к воздействию климатических нагрузок, экологичность. Поэтому, на современном этапе необходимо активно проводить работы по реализации внедрения новых форм опор и модификации существующих конструкций опор и их элементов с применением новых материалов и технологий.

Композитные опоры ВЛ

Композитные опоры ВЛ представляют собой модульную конструкцию из последовательно собранных конусооборазних композитных модулей на основе стекловолокна (стеклоровинг) и применяются для одноцепных и двухцепных промежуточных опор линий электропередач классов напряжения 110 и 330 кВ. Для композитных опор рекомендуется применять изолированные траверсы.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: