Железобетонные опоры линий электропередачи

Опоры

2.4.50. На ВЛ могут применяться опоры из различного материала.

Для ВЛ следует применять следующие типы опор:

1) промежуточные, устанавливаемые на прямых участках трассы ВЛ. Эти опоры в нормальных режимах работы не должны воспринимать усилий, направленных вдоль ВЛ;

2) анкерные, устанавливаемые для ограничения анкерного пролета, а также в местах изменения числа, марок и сечений проводов ВЛ. Эти опоры должны воспринимать в нормальных режимах работы усилия от разности тяжения проводов, направленные вдоль ВЛ;

3) угловые, устанавливаемые в местах изменения направления трассы ВЛ. Эти опоры при нормальных режимах работы должны воспринимать результирующую нагрузку от тяжения проводов смежных пролетов. Угловые опоры могут быть промежуточными и анкерного типа;

4) концевые, устанавливаемые в начале и конце ВЛ, а также в местах, ограничивающих кабельные вставки. Они являются опорами анкерного типа и должны воспринимать в нормальных режимах работы ВЛ одностороннее тяжение всех проводов.

Опоры, на которых выполняются ответвления от ВЛ, называются ответвительными; опоры, на которых выполняется пересечение ВЛ разных направлений или пересечение ВЛ с инженерными сооружениями, перекрестными. Эти опоры могут быть всех указанных типов.

2.4.51. Конструкции опор должны обеспечивать возможность установки:

• светильников уличного освещения всех типов;
• концевых кабельных муфт;
• защитных аппаратов;
• секционирующих и коммутационных аппаратов;
• шкафов и щитков для подключения электроприемников.

2.4.52. Опоры независимо от их типа могут быть свободностоящими, с подкосами или оттяжками.

Оттяжки опор могут прикрепляться к анкерам, установленным в земле, или к каменным, кирпичным, железобетонным и металлическим элементам зданий и сооружений. Сечение оттяжек определяется расчетом. Они могут быть многопроволочными или из круглой стали. Сечение однопроволочных стальных оттяжек должно быть не менее 25 мм2.

2.4.53. Опоры ВЛ должны рассчитываться по первому и второму предельному состоянию в нормальном режиме работы ВЛ на климатические условия по 2.4.11 и 2.4.12.

Промежуточные опоры должны быть рассчитаны на следующие сочетания нагрузок:

• одновременное воздействие поперечной ветровой нагрузки на провода, свободные или покрытые гололедом, и на конструкцию опоры, а также нагрузки от тяжения проводов ответвлений к вводам, свободных от гололеда или частично покрытых гололедом (по 2.4.12);
• на нагрузку от тяжения проводов ответвлений к вводам, покрытых гололедом, при этом допускается учет отклонения опоры под действием нагрузки;
• на условную расчетную нагрузку, равную 1,5 кН, приложенную к вершине опоры и направленную вдоль оси ВЛ.
• Угловые опоры (промежуточные и анкерные) должны быть рассчитаны на результирующую нагрузку от тяжения проводов и ветровую нагрузку на провода и конструкцию опоры.

Анкерные опоры должны быть рассчитаны на разность тяжения проводов смежных пролетов и поперечную нагрузку от давления ветра при гололеде и без гололеда на провода и конструкцию опоры. За наименьшее значение разности тяжения следует принимать 50% наибольшего значения одностороннего тяжения всех проводов.

Концевые опоры должны быть рассчитаны на одностороннее тяжение всех проводов.

Ответвительные опоры рассчитываются на результирующую нагрузку от тяжения всех проводов.

2.4.54. При установке опор на затапливаемых участках трассы, где возможны размывы грунта или воздействие ледохода, опоры должны быть укреплены (подсыпка земли, замощение, устройство банкеток, установка ледорезов).

Деревянные опоры ЛЭП

Опора деревянная исторически самая старшая из всех видов опор. По конструкции деревянная опора это столб, сделанный из лесоматериала хвойных пород, методом оцилиндрования, длинной 8,5 – 13 метров. Также из дерева производятся детали к деревянным опорам: траверсы (деревянная горизонтальная балка на опоре), подкосы (крепление траверсы к опоре), ригели (поперечина на край опоры и подкоса, вкопанный в землю).

Преимущества деревянных опор

Деревянные опоры, как и любой строительный материал, имеет свои достоинства и недостатки. К достоинствам деревянных опор можно отнести их дешевизну, малый вес и гибкость при землетрясении. Нельзя забывать про общедоступность деревянных опор. Малый вес опор позволяет упростить их установку, а также упрощается доставка, разгрузка/погрузка опор на подготовительном этапе работ. Но и недостатков у деревянных опор, хоть отбавляй.

Недостатки деревянных опор

1. Во-первых, деревянные опоры отлично горят;
2. Будучи биологическим материалом, они гниют, плесневеют, разъедаются жучками;
3. Под дождем они мокнут, разбухают, трескаются.

Но в защиту деревянных опор, стоит отметить, что современные технологии пропитки столбов, а это пропитка 100 % заболони столба, производители гарантируют 50 летний срок эксплуатации деревянных опор, даже закопанных в землю.

Примечание: Заболонь – слабый слой древесины, находящейся между корой и сердцевиной бревна.

Подробно о конструкциях деревянных опор читайте статью: Деревянные опоры ЛЭП.

Нормативы: ГОСТ 9463-88, ГОСТ 20022.0-93.

Чтобы снизить контакт древесины с землей, были гостированы сборные опоры.

Технология изготовления опор ВЛ из бетона армированного металлом

Итак, после того как мы определились с техническими и эксплуатационными характеристиками железобетонных опор, предназначенных для прокладки воздушных линий, рассмотрим технологию их изготовления на примере модификации СВ 95.

Инструкция производства поэтапная. Первый — подготовительный этап предусматривает проведение следующих работ.

Приготовление рабочей смеси:

• Подготовка портландцемента, инертных материалов, хим. добавок и воды в соответствии с пропорциями, приведенными в проектной документации;
• Дозирование компонентов и погрузка в бетоносмесителя;
• Доведение смеси до однородной консистенции и выгрузка в бетоноукладчик.

Приготовление армирующих металлических конструкций:

• Обрезка арматурных прутьев требуемого класса на отрезки нужного размера;
• Подготовка анкерных головок;
• Формирование контурных спиралей;
• Формирование петель и подготовка стержня контура заземления.

Приготовление форм:

• Очистка внутреннего объёма формы;
• Смазка внутреннего объёма средствами, предотвращающими налипание бетона;
• Распределение спиралей;
• Проведение изотермического нагрева стержней;
• Распределение нагретых стержней на предварительно выложенные упоры;
• Продевание спирали между стержнями с последующим креплением к стержням в трех точках;
• Распределение вкладышей по торцам формы;
• Установка трубок и технологических петель с обязательной их фиксацией к внутренним поверхностям опалубки.

Второй этап — производственный. На этом этапе выполняется заливка рабочей смеси и формирование готового изделия.

В процессе выполняются следующие работы:

• Транспортер бетоноукладчика устанавливается в рабочее положение и заранее подготовленная форма заполняется раствором. Заполнение формы бетоном осуществляется за счет передвижения укладчика вдоль .
• Посредством глубинного вибратора проводится уплотнение смеси для того чтобы предупредить образование пустот.
• Рабочие своими руками посредством правила или мастерка выравнивают поверхность уложенного материала в форме.

На третьем этапе изделие подвергается изотермической обработке.

Делается это следующим образом:

• Поверх заполненной опалубки укладывается теплоизолирующий материал.
• Включается система прогрева внутреннего объема опалубки. Система в автоматическом режиме контролирует параметры температуры, времени и т.д. Поэтому влияние человеческого фактора на качество изделия минимально.
• Укрывной материал снимается.

На завершающем этапе осуществляется демонтаж формы, обрезка арматуры, проверка качества и отгрузка готового изделия на склад.

Обозначение опор

Для металлических и железобетонных опор ВЛ 35—330 кВ в СНГ принята условная система обозначения.

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 заводов-изготовителей и может отличаться от условно принятой формы.

Примеры:

• АС35/110П-1ТМ — металлическая (стальная) анкерная опора для ВЛ 35 и 110 кВ из гнутого профиля
• У110-2+14 — металлическая анкерно-угловая двухцепная опора с подставкой 14 м;
• УС110-3 — металлическая анкерно-угловая одноцепная специальная (с горизонтальным расположением проводов) опора;
• УС110-5 — металлическая анкерно-угловая одноцепная специальная (для городской застройки — с уменьшенной базой и увеличенной высотой подвеса) опора (геометрически аналогична опоре У110-2+5);
• ПС10П-6АМ — промежуточная стальная для ВЛ 10 кВ из гнутого профиля;
• ПМ220-1 — промежуточная металлическая многогранная одноцепная опора;
• У220-2т — металлическая анкерно-угловая двухцепная опора с двумя тросами;
• ПБ110-4 — промежуточная железобетонная двухцепная опора;
• ПМ110-4ф — промежуточная металлическая многогранная двухцепная опора с конструктивно отдельным фундаментом. У другого изготовителя имеет маркировку ППМ110-2 (переходная), хотя конструктивно аналогичная;
• ПК110-1 — промежуточная композитная одноцепная опора для ВЛ 110 кВ;
• ПК10-2И — промежуточная композитная опора для ВЛИ 10 кВ.

Промежуточные металлические опоры для ЛЭП 220 кВ типа П 220, ПС 220

Унифицированные промежуточные металлические опоры П220-1, П220-1Т, П220-2, П220-2+5, П220-2Т, П220-2Т+5, П220-3, П220-3+5, П220-3Т, П220-3Т+5, ПС220-1, ПС220-1Т, ПС220-2, ПС220-2Т, ПС220-3 изготавливаются по типовому проекту № 3080тм-т6, ПС220-5, ПС220-5Т, ПС220-6, ПС220-6+1,8, ПС220-6Т, ПС220-6Т+1,8, ПС220-7, ПС220-7Т, ПУС220-1, ПУС220-2 изготавливаются по типовому проекту № 3081тм-т7, ПУС220-1Т, ПУС220-2Т изготавливаются по типовому проекту № 9284тм-т1, ПВ220-1, ПВ220-5 изготавливаются по типовому проекту № 7079тм-т11, т12, П220-5, П220-5+4,5, П220-5-6, П220-5-10,5 изготавливаются по типовому проекту № 9226тм-т2, П220-1, П220-1-6,8, П220-1-11,5, П220-1Т, П220-1Т-6,8, П220-1Т-11,5, П220-2, П220-2-4,9, П220-2-5, П220-2-11,5, П220-2Т, П220-2Т-4,9, П220-2Т-5, П220-2Т-11,5, П220-3, П220-3-5,8, П220-3-11,5, П220-3Т, П220-3Т-5,8, П220-3Т-11,5 изготавливаются по типовой серии 3.407.2-145, П220-2, П220-2-5, П220-2-11,5, П220-2Т, П220-2Т-5, П220-2Т-11,5 изготавливаются по типовой серии 3.407.2-156, П220-1, П220-1+4,5, П220-1-6, П220-1-10,5, П220-1Т, П220-1Т+4,5, П220-1Т-6, П220-1Т-10,5, П220-7, П220-7+4,5, П220-7-6, П220-7-10,5, П220-7Т, П220-7Т+4,5, П220-7Т-6, П220-7Т-10,5 изготавливаются по типовой серии 3.407.2-165 и предназначены для опор линий электропередачи напряжением 220 кВ.

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.

Этапы выполнения работ

Установка дополнительной электрической опоры требует соблюдения определенной последовательности действий, которые мы рассмотрим ниже. Первым делом поговорим о том, какие требования предъявляются к монтажу электрического столба на участке. Итак, осуществлять установку нужно согласно действующим нормам и правилам, а именно:

• расстояние от незащищенного провода на опоре до балконов и окон должно составлять не меньше 1,5 метров;
• при пролете до 6 метров расстояние между проводниками должно быть 10 см и больше, если пролет более 6 метров, расстояние нужно увеличить до 15 см;
• ввод кабеля в дом должен осуществляться на высоте не менее 2,75 метра;
• над проезжей частью линия электропередач должна быть расположена не ниже 6 метров, над непроезжей частью — не меньше 3,5 метров;
• конструкции, на которых осуществляется установка токопроводов, должны быть изготовлены из несгораемых материалов (деревянный столб должен быть пропитан защитным составом, не поддерживающим горение);
• расстояние от неизолированных проводников до трубопровода любого назначения должно составлять не менее 1 метра, при этом если провод изолированный, расстояние не нормируется;
• изоляторы на опорах должны быть изготовлены из фарфора либо стекла.

Что касается самой технологии установки промежуточной опоры на участке, она выглядит следующим образом:

1. В соответствии с выданными техническими условиями выбирается место, где следует установить электрический столб.
2. В зависимости от характера грунта, производится бурение или ручная копка ямы, в которую будет произведена установка опоры. Если опора не длиннее 10 метров, достаточная глубина ямы составляет 120 – 150 см.
3. В случае, когда деревянный электрический столб устанавливается непосредственно в грунт, подземная часть опоры предварительно обрабатывается битумной мастикой. При использовании бетонного пасынка, последний нужно прикрепить к опоре до того, как будет производиться установка.
4. Далее производится монтаж опоры в подготовленную яму. Положение контролируется с помощью уровня и фиксируется путем заполнения ямы щебнем и его утрамбовкой.
5. Окончательно зафиксировать электрический столбик можно, заполнив свободное пространство ямы бетоном, либо ограничиться набивкой щебнем.

Предлагаем вам еще один вариант установки промежуточной деревянной опоры на даче. Все что нужно — изготовить столб, на одном из торцов которого собирается крестовина, размерами 2*2 метра. Соединение крестовины с торцом осуществляется в полдерева с использованием оцинкованных уголков. Далее нужно сделать четыре укосины, как показано на фото ниже. После этого самодельная деревянная опора прокрашивается битумной мастикой на высоту около полутора метров. Последний этап установки — вырывается крестовидная яма, производится монтаж столба, выравнивание по отвесу либо уровню, ну и засыпка/утрамбовка почвы.

Обозначение опор

Для металлических и железобетонных опор ВЛ 35—330 кВ в СНГ принята условная система обозначения.

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 заводов-изготовителей и может отличаться от условно принятой формы.

Примеры:

• АС35/110П-1ТМ — металлическая (стальная) анкерная опора для ВЛ 35 и 110 кВ из гнутого профиля
• У110-2+14 — металлическая анкерно-угловая двухцепная опора с подставкой 14 м;
• УС110-3 — металлическая анкерно-угловая одноцепная специальная (с горизонтальным расположением проводов) опора;
• УС110-5 — металлическая анкерно-угловая одноцепная специальная (для городской застройки — с уменьшенной базой и увеличенной высотой подвеса) опора (геометрически аналогична опоре У110-2+5);
• ПС10П-6АМ — промежуточная стальная для ВЛ 10 кВ из гнутого профиля;
• ПМ220-1 — промежуточная металлическая многогранная одноцепная опора;
• У220-2т — металлическая анкерно-угловая двухцепная опора с двумя тросами;
• ПБ110-4 — промежуточная железобетонная двухцепная опора;
• ПМ110-4ф — промежуточная металлическая многогранная двухцепная опора с конструктивно отдельным фундаментом. У другого изготовителя имеет маркировку ППМ110-2 (переходная), хотя конструктивно аналогичная;
• ПК110-1 — промежуточная композитная одноцепная опора для ВЛ 110 кВ;
• ПК10-2И — промежуточная композитная опора для ВЛИ 10 кВ.

Особенности опор освещения и ЛЭП

Не секрет, что линии электропередачи бывают кабельными (заглубленными в грунт) и воздушными. Специальные железобетонные световые опоры нашли повсеместное применение при устройстве воздушных линий электропередач.

Установка железобетонных опор может выполняться в тех регионах, где расчетная температура воздуха не опускается ниже -55 °С. Такое ограничение обусловлено основными особенностями производственного материала. Бетон характеризуется наличием множественных микропор и, как следствие, склонностью к разрушению при критических температурных колебаниях.

Основой таких сооружений является центрифугированная или вибрированная стойка, изготовленная с применением плотных тяжёлых цементных растворов, армированных сварными металлическими конструкциями.

Опоры ЛЭП, кроме центрифугированных и вирированных стоек, могут состоять из следующих конструкционных элементов:

• подкосов;
• приставок;
• опорно-анкерных плит;
• ригелей;
• анкеров для фиксирования оттяжек;
• нижней бетонной крышки (подпятника);
• широкого спектра металлоконструкций, включая тросостойки, траверсы надставок, оголовники, хомуты, оттяжки, внутренние связи, узлы крепления.

Монтаж железобетонных опор в грунт осуществляется посредством установки сооружения в заранее пробуренный котлован цилиндрической формы с последующей засыпкой песчано-гравийной смеси в образовавшиеся пазухи.

Для того чтобы обеспечить необходимую прочность установки сооружения на слабых грунтах, подземная часть опор ВЛ укрепляется посредством ригелей, схваченных полухомутами. Для крепления навесных металлоконструкций применяются хомуты или сквозные болты.

Основные характеристики

Опоры железобетонные — изготавливаются с применением высокомарочного бетона, армированного проволокой-катанкой и арматурными прутьями.

Среди основных преимуществ этих сооружений следует отметить следующие качества:

• доступная цена, в сравнении с цельнометаллическими аналогами;
• устойчивость к коррозии;
• устойчивость к долговременному воздействию химических реагентов;
• устойчивость к воздействию избыточной влажности;
• устойчивость к температурным колебаниям.

Основные разновидности

Помимо того, что повсеместно применяются железобетонные опоры освещения, используются столбы для линий электропередач.

Такие сооружения подразделяются она следующие категории:

Опоры промежуточного типа
— используются при обустройстве прямых участков трассы воздушных линий.

На фото — столбы промежуточного типа

Такие сооружения не рассчитаны на нагрузку, направленную вдоль ЛЭП и применяются исключительно для монтажа проводов и фиксирующих тросов. На сегодняшний день около 80% всех ЛЭП монтируется на .

Опоры анкерного типа
используются при обустройстве прямых участков трассы воздушных линий для обеспечения перехода через естественные преграды или инженерные сооружения. Также эти столбы широко применяются на тех участках трассы, где необходимо изменить число, марку и сечение проводов.

На фото — анкерные столбы

Опоры угловые
— устанавливаются на тех участках, где трасса изменяет свое направление. На столбы такого типа приходятся результирующие нагрузки тяжести проводов с межопорных смежных пролетов.

Если трасса характеризуется небольшим углом поворота (не более 30°), то нагрузки на опоры невелики, а потому можно применять угловые промежуточные опоры. При больших углах свыше 30° применяются анкерные угловые опоры с более прочной конструкцией и анкерным креплением проводов.

Концевая опора
— это разновидность анкерных столбов.

Такие сооружения располагаются преимущественно в начале и конце ЛЭП. Сооружения этого типа рассчитаны на односторонние нагрузки.

Опоры специального назначения
используются для выполнения особых задач.

Конструкционные особенности

В соответствии с конструкционными особенностями железобетонные опоры ВЛ подразделяются на следующие категории:

• портальные с оттяжками;
• портальные с внутренними связями без оттяжек;
• одно- и многостоечные с оттяжками;
• одно- и многостоечные без оттяжек.

Промежуточные металлические опоры ЛЭП 110 кВ типа ПС 110, П 110

Унифицированные промежуточные металлические опоры П110-1В, П110-2В, П110-3В, П110-3ВУ, П110-4В, П110-4ВУ, П110-5В, П110-5ВПГ, П110-6В, П110-6ВПГ, П110-1В+4, П110-2В+4, П110-3В+4, П110-4В+4, П110-5В+4, П110-6В+4, ПС110-5В, ПС110-6В, ПС110-9В, ПС110-10В, ПС110-10В+1,3, ПС110-9ВПГ, ПС110-10ВПГ производятся согласно типового проекта № 11520тм-т1, опоры П110-1, П110-2, П110-3, П110-3У, П110-4, П110-4У, П110-5, П110-5ПГ, П110-6, П110-6ПГ, П110-7, П110-1+4, П110-2+4, П110-3+4, П110-4+4, П110-5+4, П110-6+4, ПС110-3, ПС110-4, ПС110-5, ПС110-6, ПС110-7 производятся согласно типового проекта № 3078тм-т9, опоры ПС110-9, ПС110-9ПГ, ПС110-10, ПС110-10+1,3, ПС110-10ПГ, ПС110-11, ПС110-11ПГ, ПУС110-1, ПУС110-2 производятся согласно типового проекта № 3079тм-т6, опоры ПС110-13 производятся согласно типового проекта № 3079тм-т5, опоры П110-1Н, П110-2Н, П110-3Н, П110-4Н, П110-5Н, П110-6Н, П110-7Н, ПС110-3Н, ПС110-4Н, ПС110-5Н, ПС110-6Н, ПС110-7Н, ПС110-9Н, ПС110-10Н, ПС110-11Н, ПС110-13Н производятся согласно типового проекта № 5778тм-т3, опоры ПВ110-3, ПВ110-9 производятся согласно типового проекта № 7079тм-т11, опоры П110-1, П110-1-3,2, П110-1-8,5, П110-2, П110-2-3,2, П110-2-8,5, П110-3, П110-3-3,2, П110-3-8,5 производятся согласно типового проекта 3.407.2-156, опоры П110-11, П110-11-5,4, П110-11-10,8, П110-11+5,4 производятся согласно типового проекта 3.407.2-165, опоры П110-1ПГ, П110-3ПГ, П110-4ПГ, П110-6ПГ, П110-11ПГ производятся согласно типового проекта 3.407.2-166, опоры П110-1, П110-1-3,2, П110-1-3,6, П110-1-8,5, П110-2, П110-2-3,2, П110-2-8,5, П110-3, П110-3-3,2, П110-3-3,6, П110-3-8,5, П110-4, П110-4-3,2, П110-4-8,5, П110-6, П110-6-3,2, П110-6-8,5 производятся согласно типового проекта 3.407.2-170, и используются для строительства воздушных ЛЭП 110 кВ.

Промежуточные опоры П110-4В, П110-4В+4