Які асоціації виникають про згадка повітряних ліній електропередачі? Звичайно ж, дроти натягнуті по повітрю від опори до опори або від стовпа до стовпа. Причому візуально, чим більше проліт між опорами, тим вище натягнуті дроти, отже, вище повинна бути сама опора. Насправді, немає прямої залежності висоти опори, від довжини прольоту.

Основою проектування ЛЕП є напруга повітряної лінії, і її потужність. За ним розраховується перетин і вид проводу (кабелю), по перетину визначається вага кабелю, по вазі обчислюються довжини анкерних і проміжних прольотів, а також види і розміри опор. Також вид опори залежить від кількості «ниток» проводів, які заплановані на ділянці ЛЕП, які відводи доведеться робити і т.д.

Види опор ліній електропередачі

В процесі розвитку ліній електропередачі утвердилися чотири види опор за матеріалом, з якого вони виготовляються:

• Опори дерев'яні;
• Опори залізобетонні;
• Металеві опори;
• Опори збірно-складові.

Про все по порядку.

Дерев'яні опори ЛЕП

Опора дерев'яна історично найстарша з усіх видів опор. За конструкцією дерев'яна опора це стовп, зроблений з лісоматеріалу хвойних порід, методом оциліндрованих, довгою 8,5 - 13 метрів. Також з дерева виробляються деталі до дерев'яних опор: траверси (дерев'яна горизонтальна балка на опорі), підкоси (кріплення траверси до опори), ригелі (поперечина на край опори і підкоса, укопаний в землю).

Переваги дерев'яних опор

Дерев'яні опори, як і будь-який будівельний матеріал, має свої переваги і недоліки. До переваг дерев'яних опор можна віднести їх дешевизну, мала вага і гнучкість при землетрусі. Не можна забувати про загальнодоступність дерев'яних опор. Мала вага опор дозволяє спростити їх установку, а також спрощується доставка, розвантаження / завантаження опор на підготовчому етапі робіт. Але і недоліків у дерев'яних опор, хоч відбавляй.

Недоліки дерев'яних опор

1. По-перше, дерев'яні опори відмінно горять;
2. Будучи біологічним матеріалом, вони гниють, пліснявіють, роз'їдаються жучками;
3. Під дощем вони мокнуть, розбухають, тріскаються.

Але на захист дерев'яних опор, варто відзначити, що сучасні технології просочення стовпів, а це просочення 100% заболоні стовпа, виробники гарантують 50 річний термін експлуатації дерев'яних опор, навіть закопаних в землю.

Примітка: Заболонь - слабкий шар деревини, що знаходиться між корою і серцевиною колоди.

Детально про конструкції дерев'яних опор читайте статтю: Дерев'яні опори ЛЕП.

• Нормативи: ГОСТ 9463-88, ГОСТ 20022.0-93.

Щоб знизити контакт деревини з землею, були гостіровани збірні опори.

class \u003d "eliadunit"\u003e

Опори збірно-складові

Збірно-складова опора складається з двох частин. Нижня частина називається пасинок і робиться із залізобетону, верхня частина, це дерев'яний стовп. З'єднаються дві частини сталевої дротом в двох місцях. Варто відзначити, що замість залізобетонного пасинка, може використовуватися пасинок з дерева. До збірних опор, також відносяться опори зібрані з залізобетонного пасинка і металевою верхньою частиною.

Детально про конструкції збірних опор читайте окрему статтю: Збірні опори ЛЕП.

Залізобетонні опори, ЖБ стовпи

Залізобетонні опори, давно прийшли на зміну дерев'яним опорам. Вони міцно завоювали любов і визнання, як електромонтерів, так і замовників. І в цьому кілька причин.

• Залізобетонна опора не схильна до пошкоджень характерним для дерев'яних опор;
• Термін експлуатації ЖБ опор практично необмежений;
• Усередині опори з бетону, закладена арматура, яка використовується для повторного заземлення повітряних ліній. Причому, кінці заземляющей арматури виведені, зверху і знизу стовпа. Висновок арматури спрощує монтаж, а захист заземляющего спуску бетоном збільшує електробезпека.

Маркуються залізобетонні опори, як СВ 95/105/110/164 і призначені для повітряних ліній різної потужності. Дивимося фото.

• Нормативні документи: ТУ 5863-007-00113557-94

Металеві опори ЛЕП

Для повітряних ліній електропередачі великої потужності і понад високих струмів, використовуються металеві опори. Незважаючи на те, що цей вид опор виготовляють зі спеціальної сталі, вони «бояться» корозії і для захисту від неї опори з металу покривають антикорозійним складом. Залежно від розмірів опори, металева опора може бути збірної або зварений. Збірну опору доставляють на місце окремо.

За місцем збирають і встановлюють на заздалегідь підготовлений фундамент. Установка опори металевої, складний технологічний процес, із застосуванням тягових механізмів, зазвичай тракторів. До фундаменту опора кріпиться болтами, попередньо вирівнюючись по суворої вертикалі. Металеві опори практично не знаходять застосування в приватному житловому будівництві і в заміських товариствах різного типу, за винятком круглих металевих стовпів.

Конструкцій металевих опор настільки багато, що довелося написати окрему статтю: Металеві опори і їх конструкції.

Опори повітряних ліній електропередач

Повітряні лінії напругою 0,4-35 кВ

Повітряні лінії напругою до 1 кВ називають лініями низької напруги (НН), 1 кВ і більше - високої напруги (ВН).

Низьковольтні лінії являють собою найпростіші споруди у вигляді одиночних стовпів, заглиблених безпосередньо в землю, з укріпленими на них металевими штирями і ізоляторами, до якої прикріплені дроти.

Як опори застосовують дерев'яні, залізобетонні і рідше - металеві опори. Останні, як правило, використовують на відповідальних пересічних (залізні електрифіковані дороги, автостради і ін.). Дерев'яні опори можуть бути складовими на дерев'яних або залізобетонних приставках або з цілісних колод відповідної довжини і діаметру. На лініях 6-35 кВ підвішують три дроти, а на лініях 0.4 кВ опори допускають спільну підвіску до восьми проводів марки А (Ап) перетином 16-50 мм2.

Лінії ВН 3-10 кВ принципово не відрізняються від ліній НН проте завдяки великим відстаням між фазами і між проводами і землею розміри елементів - стовпів, штирів, ізоляторів - збільшені.

Залізобетонні опори ЛЕП розроблені і експлуатуються в районах з розрахунковою температурою повітря до -55 ° С. Основним елементом таких опор є центріфуговані залізобетонні стійки. Крім центрифугованих стійок, до складу залізобетонної опори ЛЕП можуть входити опорно-анкерні плити, ригелі, анкери для відстрочок, нижня бетонна кришка (підп'ятник) і металоконструкції у вигляді траверс, надставок, тросостоек, оголовники, хомутів, відтяжок, внутрішніх зв'язків, вузлів кріплення. Кріплення металоконструкцій до стійки опори здійснюється за допомогою хомутів або наскрізних болтів. Закріплення в грунті залізобетонних опор проводиться шляхом установки їх в циліндричний котлован з подальшим заповненням пазух піщано-гравійної сумішшю. Для забезпечення необхідної міцності закладення в слабких грунтах на підземній частині опор ПЛ за допомогою полухомутов закріплюються ригелі. Головний недолік опор із залізобетону - низькі прочностновесовие характеристики, і як наслідок високі витрати при транспортуванні через великих габаритів і маси виробів. Гідність - висока корозійна стійкість до агресивного середовища.

Класифікація залізобетонних опор ПЛ

По призначенню

проміжні опоривстановлюються на прямих ділянках траси ВЛ, призначені тільки для підтримки дротів і тросів і не розраховані на навантаження спрямовані уздовж лінії електропередачі. Як правило загальне число проміжних опор становлять 80 - 90% від усіх опор ЛЕП.

анкерні опоризастосовуються на прямих ділянках траси ВЛ в \u200b\u200bмісцях переходу через інженерні споруди або природні перешкоди для обмеження анкерного прольоту, а також в місцях зміни числа, марок і перетинів проводів лінії електропередачі. Анкерная опора сприймає навантаження від різниці тяжіння проводів і тросів, спрямовану вздовж ЛЕП. Конструкція анкерних залізобетонних опор ПЛ відрізняється підвищеною міцністю. Це забезпечується, в тому числі, застосуванням в опорі залізобетонних стійок підвищеної міцності.

кутові опорирозраховані на експлуатацію в місцях зміни напрямку траси ПЛ, сприймають результуючу навантаження від натягу проводів і тросів суміжних межопорного прольотів. При невеликих кутах повороту (15 - 30 °), де навантаження невеликі, застосовують кутові проміжні опори. При кутах повороту більше 30 ° використовують кутові анкерні опори, які мають більш міцну конструкцію і анкерне кріплення дротів.

кінцеві опориє різновидом анкерних і встановлюються в кінці і на початку лінії електропередачі, розраховані на навантаження від одностороннього тяжіння всіх проводів і тросів.

спеціальні опоризастосовуються для виконання спеціальних завдань: транспозіціонние - для зміни порядку розташування проводів на опорах; перехідні - для переходу лінії електропередачі через інженерні споруди або природні перешкоди; відгалужувальні - для пристрою відгалужень від магістральної лінії електропередачі; противітрові - для посилення механічної міцності ділянки ЛЕП; перехресні - при перетині повітряних ЛЕП двох напрямків.

за конструкцією

Портальні залізобетонні опори ПЛ з відтяжками

Портальні свободностоящие опори з внутрішніми зв'язками

Одно-, дво-, три- і многостоечние свободностоящие опори

Одно-, дво-, три- і многостоечние опори з відтяжками

За кількістю ланцюгів

одноланцюгові

Дволанцюгова

багатоланцюгові

ОПОРИ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ.

Опори повітряних ліній в залежності від призначення і місця установки на трасі можуть бути проміжними, анкерними, кутовими, кінцевими і спеціальними. проміжні опори (Дивись малюнок нижче) служать для підтримки проводів на прямих ділянках ліній. На проміжних опорах дроти кріплять штирьовими ізоляторами. Прольоти між опорами для ліній напругою до 1000В становлять 35 - 45 метрів, а для ліній до 10кВ - 60 метрів. Опори повітряних ліній: а і 6 - проміжні, в - кутова з підкосом, г - кутова з дротяної відтягненням анкерні опори (Дивись малюнок нижче) встановлюють також на прямих ділянках траси і на пересічених з різними спорудами. Вони мають жорстку і міцну конструкцію, оскільки в нормальних умовах сприймають зусилля від різниці натягу по дротах, спрямовані вздовж повітряної лінії, а при обриві проводів повинні витримати натяг всіх, хто лишився проводів в анкерному прольоті. Провід на анкерних опорах кріплять наглухо до підвісних або штирьовим ізоляторів. Анкерні опори для повітряних ліній напругою 10кВ ставлять на відстані близько 250 метрів. Анкерная опора повітряної лінії напругою 6 - 10 кВ кінцеві опори, Що є різновидом анкерних, встановлюють на початку і в кінці лінії. Кінцеві опори повинні витримувати постійно діючу одностороннє натяг проводів, а кутові (дивись верхній малюнок в і г) - в місцях, де змінюється напрямок траси повітряної лінії. До спеціальних відносять перехідні опори, що розміщуються в місцях перетину лініями електропередачі різних споруд або перешкод (наприклад, річок, залізниць і т.п.). Ці опори відрізняються від інших даної лінії висотою або конструкцією. Опори виготовляють з дерева, металу, залізобетону, а також виконують складовими, поєднуючи дерев'яну стійку опори з дерев'яною або залізобетонної приставкою. для повітряних ліній напругою до 10кВ досить довго застосовували в основному дерев'яні опори, що було обумовлено простотою обробки деревини і її дешевизною в порівнянні зі сталлю і залізобетоном. Опори виготовляли із сосни, рідше з модрини, ялини або ялиці. Діаметр у верхньому отрубе соснових колод для опор і основних деталей повинен бути не менше 15 см для ліній напругою до 1000В і 16 см - для ліній напругою 1 - 10кВ. Основним недоліком дерев'яних непросочених опор є їх недовговічність. Так, термін служби соснових опор в середньому дорівнює 4 - 5 років, а опор з ялини або ялиці 3 - 4 років. В даний час залізобетонні опори з огляду на їх довговічності і в цілях економії лісових ресурсів країни знаходять широке застосування при будівництві нових повітряних мереж. за конструкцією дерев'яні опори поділяють: На одинарні; А-образні з двох стійок, що розходяться до основи; триногі з трьох стійок, що сходяться до вершини; П-подібні з двох стійок і сполучної горизонтальної траверси вгорі (поперечний брус); АП-образні з двох А-подібних опор і сполучної горизонтальної траверси. Застосовують також складові опори, що складаються зі стійки та приставки (пасинка). У цих випадках ділянку сполучення стійки з приставкою повинен бути не менше 1300 мм (дивись малюнок нижче). Сполучення стійки дерев'яної опори з приставкою: а - залізобетонної, б - дерев'яної; I і 4 - нижня частина опори та приставки, 2 і 3 - поздовжня і поперечна арматури, 5 - приставка, 6 -. дротяний бандаж Стійки з'єднують з приставками за допомогою бандажів зі сталевого дроту. Для проміжних опор бандажі виконують з десяти витків дроту діаметром 4 мм, для анкерних, кутових і кінцевих опор - з восьми витків дроту діаметром 5 мм. Дротові бандажі закріплюють болтами, підкладаючи під головку болтів і під гайки прямокутні шайби зі смугової сталі. сталеві опори виготовляють з труб або профільної сталі. Залізобетонні опори випускаються заводами у вигляді порожніх стояків круглого перетину з уменьшающимся сходами зовнішнім діаметром і прямокутні також з зменшуваним перетином до вершини опори. На заводах також виробляють і залізобетонні приставки круглого або прямокутного профілю. При використанні залізобетонних приставок і дерев'яних стійок, просочених антисептиком, значно подовжується термін служби опор. Опори повітряних ліній електропередачі незалежно від їх типу можуть виконуватися з підкосами або відтяжками (дивись верхній малюнок віг). На всіх опорах повітряних ліній на висоті 2,5 - 3,0 метра від землі вказують їх порядковий номер і рік установки.

ПРОВОДИ

Провід повітряних ліній повинні мати достатню механічну міцність. По конструкції дроти можуть бути однопроволочние або багатодротяні. Однопроволочние дроти складаються з однієї мідної або сталевого дроту і застосовуються виключно для ліній напругою до 1000В. Багатодротяні дроти, виготовлені з міді, алюмінію і його сплавів, сталі і біметалу, складаються з декількох скручених дротів. Ці дроти набули широкого поширення завдяки більшій механічної міцності і гнучкості в порівнянні з жилами тих же перетинів. Мідні дроти внаслідок дефіцитності і дорожнечі міді на повітряних лініях не використовують. Широко застосовуються на повітряних лініях алюмінієві багатодротяні дроти марки А. Сталеві дроти для запобігання від атмосферних впливів оцинковують. Одножильні сталеві дроти мають марку ПСО, багатодротяні - ПС або ПМС, якщо матеріалом дроти служить МЕДІСТІМ сталь. Сталеалюміневимі дроти марок АС і АСУ (посилені) складаються з декількох скручених сталевих дротів, поверх яких розташовані алюмінієві дроту, і мають значно більшу механічну міцність в порівнянні з алюмінієвими. Неізольовані алюмінієві дроти виготовляють наступних перетинів: 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 мм 2. Перетини проводів повітряних ліній визначаються розрахунком в залежності від переданої потужності, допустимих падінь напруги, механічної міцності, довжини прольотів, але вони повинні бути не менше наведених у таблиці. Мінімальні перерізи проводів повітряних ліній електропередачі Для відгалуження від повітряних ліній електропередачі до 1000В до вводів в будівлю використовують ізольовані проводи АПР або АВТ, мають атмосферостойкую ізоляцію і несучий сталевий трос. Як на опорі, так і на будівлі дроти АВТ за допомогою троса кріпляться до окремого гака з ізолятором. На проміжних опорах дроти кріплять до штирьовим ізоляторів зажимами або в'язанням дротом з того ж матеріалу, що і провід, який не повинен в місці кріплення мати вигинів. Способи кріплення проводів залежать від місця їх розташування на ізоляторі - на голівці (головний в'язка) або на шийці (бічна зв'язка). Основні способи кріплення проводів показані на наступному малюнку. Кріплення проводів на штирьових ізоляторах: а - головний в'язкою, б - бічний вузький, в - за допомогою затискачів, г - заглушкою, д - петлею, е - подвійним підвісом На анкерних, кутових і кінцевих опорах дроти повітряної лінії напругою до 1000Вкріплять закручуванням проводів так званої заглушкою (дивись малюнок, г), а вище 1000В - петлею (дивись малюнок, д). На анкерних і кутових опорах, в місцях переходу через залізниці, проїзди, трамвайні колії і на перетинах з різними силовими лініями і лініями зв'язку застосовують подвійний підвіс проводів (дивись малюнок, е). з'єднання проводів виробляють плашечними зажимами (дивись малюнок нижче, а), обтиснутим овальним соединителем (дивись малюнок нижче, б), овальним соединителем, скрученим спеціальним пристосуванням (на малюнку, в), а також зварюванням за допомогою термітних патронів і спеціального апарату. однопроволочние сталеві дроти можна зварювати внахлестку, використовуючи невеликі трансформатори. В прольоті між опорами не повинно бути більше одного з'єднання, а в прольотах перетину повітряної лінії з різними спорудами з'єднання проводів не допускається. На опорах з'єднання виконують так, щоб вони не піддавалися механічним зусиллям. З'єднання проводів: а - плашковим затискачем, 6 - обтиснутим овальним соединителем, в - скрученим овальним соединителем

ІЗОЛЯТОРИ

При кріпленні проводів повітряних ліній до опор застосовують ізолятори і гаки, а при кріпленні до траверсі - ізолятори і штирі. Для повітряних ліній напругою до 1000В використовують штирові порцелянові ізолятори ТФ і ШН (рисунок нижче, а), для відгалужень ШО (малюнок нижче, б) і скляні ТС. Ізолятори, що застосовуються для повітряних ліній, марок: а - ТФ і ШН, б - ШО, в - ШФ-БА і ШФ-10А, г - ШФ-10Б, д - П Гаки та штирі для кріплення ізоляторів показані на малюнку нижче. Для повітряних ліній напругою до 1000В використовують гаки КН (дивись малюнок нижче, а), що виготовляються з круглої сталі діаметром 12 - 18 мм, або КВ (дивись малюнок нижче, б) в залежності від типу ізолятора і штирі ШН або ШУ (дивись малюнок нижче , в). Деталі для кріплення ізоляторів: а - гак КН-16, б - гак КВ-22, в - сталевий штир ШН або ШУ На повітряних лініях напругою 6кВ застосовують штирові ізолятори ШФ-6 (Дивись верхній малюнок, б) з крюками КВ-22 і штирями ШН-21, на повітряних лініях напругою 10кВ - штирові ізолятори ШФ-10 з гаками КВ-22 і штирями ШУ-22. Ізолятори ШФ-10 (дивись верхній малюнок, г) відрізняються від ШФ-6 розмірами і виготовляються кожен в трьох виконаннях - А, Б і В (дивись верхній малюнок, в і г). У місцях анкерних кріплень використовують підвісні ізолятори П (верхній малюнок, д). ізолятори міцно навертають на гаки або штирі з допомогою спеціальних поліетиленових ковпачків або клоччя, просоченої суриком або оліфою. Розташування ізоляторів на опорі різне. Так, для повітряних ліній напругою до 1000В при чьотирьох лінії ізолятори розташовують по два з кожного боку опори вразбежку з дотриманням відстаней між ними по вертикалі не менше 400 мм, при цьому нульовий провід розміщують нижче фазових проводів з боку стовпа, зверненої до будинків. При трехпроводной лінії напругою 6 - 10 кВ два ізолятори перебувають з одного боку опори, третій - з іншого. Ізолятори повинні бути чистими, без тріщин, сколів і пошкоджень глазурі.

Опори ПЛ діляться на анкерні і проміжні. Опори цих двох основних груп розрізняються способом підвіски проводів. На проміжних опорах дроти підвішуються за допомогою підтримувальних гірлянд ізоляторів. Опори анкерного типу служать для натягу проводів, на цих опорах дроти підвішуються за допомогою підвісних гірлянд. Відстань між проміжними опорами називається проміжним прольотом або просто прольотом, а відстань між анкерними опорами - анкерним прольотом.

1. Анкерні опори призначені для жорсткого закріплення проводів в особливо відповідальних точках ПЛ: на перетинах особливо важливих інженерних споруд (наприклад, залізниць, ВЛ 330-500 кВ, автомобільних доріг шириною проїзної частини понад 15 м і т. д.), на кінцях ПЛ і на кінцях прямих її ділянок. Анкерні опори на прямих ділянках траси ПЛ в разі підвішування проводів з обох сторін від опори з однаковими тяжіння в нормальних режимах роботи ПЛ виконують ті ж функції, що і проміжні опори. Але анкерні опори розраховуються також і на сприйняття значних тяжінь по проводах і тросах при обриві частини з них в сусідньому прогоні. Анкерні опори значно складніше і дорожче проміжних і тому число їх на кожній лінії має бути мінімальним.

У найгірших умовах перебувають кінцеві анкерні опори, що встановлюються при виході лінії з електростанції або на підходах до підстанції. Ці опори відчувають одностороннє тяжіння всіх проводів з боку лінії, так як тяжіння проводів з боку порталу підстанції незначно.

2. Проміжні прямі опори встановлюються на прямих ділянках ПЛ для підтримки дроти в анкерному прольоті. Проміжна опора дешевше і простіше у виготовленні, ніж анкерная, так як завдяки однаковому тяжіння проводів по обидва боки вона при необорванних проводах, т. Е. В нормальному режимі, не відчуває зусиль уздовж лінії. Проміжні опори складають не менше 80-90% загального числа опор ПЛ.

3. Кутові опори встановлюють в точках повороту лінії.

Крім навантажень, які сприймаються проміжними прямими опорами, на кутові опори діють також навантаження від поперечних складових тяжіння проводів і тросів. Найчастіше при кутах повороту ліній до 20 ° застосовують кутові опори анкерного типу (див. Рис. 1.). При кутах повороту лінії електропередачі більше 20 ° вагу проміжних кутових опор значно зростає.

Мал. 1. Схема анкерного прольоту ПЛ і прольоту перетину із залізницею.

4. Дерев'яні опори широко застосовують на ПЛ до 110 кВ включно. Розроблено дерев'яні опори також і для ПЛ 220 кВ, але вони не знайшли широкого поширення. Переваги цих опор - низька ціна (в районах, які мають лісовими ресурсами) і простота виготовлення. Недолік - схильність деревини до гниття, особливо в місці зіткнення з грунтом. Ефективний засіб проти гниття - просочення спеціальними антисептиками.

Опори роблять в більшості випадків складовими. Нога опори складається з двох частин довгою (стійки ) і короткою (пасинка). Пасинок з'єднують зі стійкою двома бандажами зі сталевого дроту. Анкерні і проміжні кутові опори для ВЛ 6-10 кВ виконуються у вигляді А-образної конструкції.

Проміжна опора являє собою портал, який має дві стійки з вітровими зв'язками і горизонтальну траверсу. Анкерні кутові опори для В Л 35-110 кВ виконуються у вигляді просторових А-П-образних конструкцій.

5. Металеві опори (сталеві), що застосовуються на лініях електропередачі напругою 35 кВ і вище, Досить металлоемкие і вимагають забарвлення в процесі експлуатації для захисту від корозії. Встановлюють металеві опори на залізобетонних фундаментах. Найбільш поширена конструкція опори 500 кВ - портал на відтягненнях (рис.2). Для лінії 750 кВ застосовуються як портальні опори на відтягненнях, так і V-подібні опори типу «Набла» з розщепленими відтягненнями. Для використання на лініях 1150 кВ в конкретних умовах розроблений ряд конструкцій опор - портальні, V-образні, з вантової траверс. Основним типом проміжних опор для ліній 1150 кВ є V-подібні опори на відтягненнях з горизонтальним розташуванням проводів (рис.2). Лінію постійного струму напругою 1500 (± 750) кВ Екібастуз-Центр проектують на металевих опорах (рис.2) .

Рис.2. Металеві опори:

а - проміжна одноланцюгова на відтягненнях 500 кВ;б - проміжна V-образна 1150 кВ;в - проміжна опора ВЛ постійного струму 1500 кв;г - елементи просторових ґратчастих конструкцій

6. Залізобетонні опори довговічніше дерев'яних, вимагають менше металу, ніж металеві, прості в обслуговуванні і тому широко застосовуються на ВЛ до 500 кВ включно. Проведена уніфікація конструкцій металевих і залізобетонних опор для ПЛ 35-500 кВ. В результаті скорочено кількість типів і конструкцій опор і їх деталей. Це дозволило серійно виробляти опори на заводах, що прискорило і здешевило спорудження ліній.

типи опор

Повітряні лінії електропередачі. Опорні конструкції.

Опори і фундаменти на повітряні лінії електропередач напругою 35-110 кВ мають значну питому вагу як в частині матеріаломісткості, так і в вартісному відношенні. Досить сказати, що вартість змонтованих опорних конструкцій на цих повітряних лініях становить, як правило, 60-70% повної вартості спорудження повітряних ліній електропередач. Для ліній, розташованих на промислових підприємствах і безпосередньо прилеглих до них територіях, цей відсоток може бути ще вище.

Опори повітряної лінії призначені для підтримки проводів ліній на певній відстані від землі, що забезпечує безпеку людей і надійну роботу лінії.

Опори повітряних ліній електропередач діляться на анкерні і проміжні. Опори цих двох груп розрізняються способом підвіски проводів.

анкерні опориповністю сприймають тяжіння проводів і тросів в суміжних з опорою прольотах, тобто служать для натягу проводів. На цих опорах дроти підвішуються за допомогою підвісних гірлянд. Опори анкерного типу можуть бути нормальною і полегшеної конструкції. Анкерні опори значно складніше і дорожче проміжних і тому число їх на кожній лінії має бути мінімальним.

Проміжні опори не сприймають тяжіння проводів або сприймають його частково. На проміжних опорах дроти підвішуються за допомогою підтримувальних гірлянд ізоляторів, рис. 1.

Мал. 1. Схема анкерного прольоту повітряної лінії і прольоту перетину із залізницею

На базі анкерних опор можуть виконуватися кінцеві та транспозіціонние опори. Проміжні та анкерні опори можуть бути прямими і кутовими.

кінцеві анкерні опори, що встановлюються при виході лінії з електростанції або на підходах до підстанції, знаходяться в найгірших умовах. Ці опори відчувають одностороннє тяжіння всіх проводів з боку лінії, так як тяжіння з боку порталу підстанції незначно.

проміжні прямі опори встановлюються на прямих ділянках повітряних ліній електропередач для підтримки проводів. Проміжна опора дешевше і простіше у виготовленні, ніж анкерная, так як в нормальному режимі не відчуває зусиль уздовж лінії. Проміжні опори складають не менше 80-90% загального числа опор повітряних ліній.

кутові опори встановлюються в точках повороту лінії. При кутах повороту лінії до 20 о застосовують кутові опори анкерного типу. При кутах повороту лінії електропередачі більше 20 о - проміжні кутові опори.

Найчастіше ми уявляємо собі опору ЛЕП у вигляді гратчастої конструкції. Років 30 тому це був єдиний варіант, та й в наші дні їх продовжують будувати. На місце будівництва привозять набір металевих куточків і крок за кроком згвинчував з цих типових елементів опору. Потім приїжджає кран і ставить конструкцію вертикально. Такий процес займає досить багато часу, що позначається на термінах прокладки ліній, а самі ці опори з смутними гратчастими силуетами вельми недовговічні. Причина - слабкий захист від корозії. Технологічне недосконалість такої опори доповнює простий бетонний фундамент. Якщо зроблений він недобросовісно, \u200b\u200bнаприклад із застосуванням розчину неналежної якості, то через якийсь час бетон потріскається, в тріщини потрапить вода. Кілька циклів заморожування-танення, і фундамент треба переробляти або серйозно ремонтувати.

Трубки замість куточків

Про те, що за альтернатива йде на зміну традиційним опор з чорного металу, ми запитали представників ПАТ «Россеті». «У нашій компанії, яка є найбільшим електромережним оператором в Росії, - говорить фахівець цієї організації, - ми давно намагалися знайти рішення проблем, пов'язаних з гратчастими опорами, і в кінці 1990-х почали переходити на граніті опори. Це циліндричні стійки з гнутого профілю, фактично труби, в поперечному перерізі мають вигляд багатогранника. Крім того, ми стали застосовувати нові методи антикорозійного захисту, в основному метод гарячого цинкування. Це електрохімічний спосіб нанесення захисного покриття на метал. В агресивному середовищі шар цинку стоншується, але несуча частина опори залишається неушкодженою ».

Крім більшої довговічності нові опори відрізняються ще й простотою монтажу. Ніяких куточків більше згвинчувати не треба: трубчасті елементи майбутньої опори просто вставляються один в одного, потім з'єднання закріплюється. Змонтувати таку конструкцію можна в вісім-десять разів швидше, ніж зібрати ґратчасту. Відповідні перетворення зазнали і фундаменти. Замість звичайного бетонного стали застосовувати так звані палі-оболонки. Конструкція опускається в землю, до неї кріпиться відповідний фланець, а на нього вже ставиться сама опора. Розрахунковий термін служби таких опор - до 70 років, тобто приблизно в два рази більше, ніж у ґратчастих.

Опори електричних повітряних ліній ми зазвичай уявляємо собі саме так. Однак класична ґратчаста конструкція поступово поступається місцем більш прогресивним варіантам - багатогранним опор і опор з композитних матеріалів.

Чому гудуть дроти

А дроти? Вони висять високо над землею і видали схожі на товсті монолітні троси. Насправді високовольтні дроти свити з дроту. Звичайний і повсюдно застосовується провід має сталевий сердечник, який забезпечує конструктивну міцність і знаходиться в оточенні алюмінієвого дроту, так званих зовнішніх повивов, через які передається струмовий навантаження. Між сталлю і алюмінієм прокладена мастило. Вона потрібна для того, щоб зменшити тертя між сталлю і алюмінієм - матеріалами, що мають різний коефіцієнт теплового розширення. Але оскільки алюмінієвий дріт має круглий перетин, витки прилягають один до одного нещільно, поверхня дроту має виражений рельєф. У цього недоліку є два наслідки. По-перше, в щілини між витками проникає волога і вимиває мастило. Тертя посилюється, і створюються умови для корозії. В результаті термін служби такого проводу становить не більше 12 років. Щоб продовжити термін служби, на провід часом надягають ремонтні манжети, які також можуть стати причинами проблем (про це трохи нижче). Крім того, така конструкція дроти сприяє створенню поблизу повітряної лінії добре помітного гулу. Відбувається він через те, що змінна напруга 50 Гц народжує змінне магнітне поле, яке змушує окремі жили в проводі вібрувати, що тягне їх зіткнення один з одним, і ми чуємо характерний гудіння. У країнах ЄС такий шум вважається акустичним забрудненням, і з ним борються. Тепер така боротьба почалася і у нас.

«Старі дроти ми зараз хочемо замінити на дроти нової конструкції, яку розробляємо, - говорить представник ПАТ« Россеті ». - Це теж сталь-алюмінієві дроти, але дріт там застосовується не круглого перетину, а скоріше трапецієподібного. Повів виходить щільним, а поверхня дроту гладка, без щілин. Волога всередину потрапити майже не може, мастило не вимивається, сердечник не іржавіє, і термін служби такого проводу наближається до тридцяти років. Провід схожої конструкції вже використовуються в таких країнах, як Фінляндія та Австрія. Лінії з новими проводами є і в Росії - в Калузькій області. Це лінія «Орбіта-Супутник» довжиною 37 км. Причому там дроти мають не просто гладку поверхню, але і інший сердечник. Він виконаний не з сталі, а зі скловолокна. Такий провід легше, але міцніше на розрив, ніж звичайний сталь-алюмінієвий ».

Однак найостаннішим конструкторським досягненням у цій галузі можна вважати провід, створений американським концерном 3M. У цих проводах несуча здатність забезпечується тільки струмопровідними повивами. Там немає сердечника, але самі повів армовані оксидом алюмінію, чим досягається висока міцність. У цього проводу прекрасна несуча здатність, і при стандартних опорах він за рахунок своєї міцності і малої ваги може витримувати прольоти довжиною до 700 м (стандарт 250-300 м). Крім того, провід дуже стійкий до теплових навантажень, що обумовлює його використання в південних штатах США і, наприклад, в Італії. Однак у дроти від 3M є один істотний мінус - занадто висока ціна.

Оригінальні «дизайнерські» опори служать безсумнівним прикрасою ландшафту, проте навряд чи вони отримають широке поширення. У пріоритеті у електромережних компаній надійність передачі енергії, а не дорогі «скульптури».

Лід і струни

У повітряних ліній електропередач є свої природні вороги. Один з них - обмерзання проводів. Особливо це лихо характерно для південних районів Росії. При температурі близько нуля краплі мряки падають на провід і замерзають на ньому. Відбувається утворення кристалічної шапки на верхній частині дроти. Але це тільки початок. Шапка під своєю вагою поступово провертає провід, підставляючи замерзає вологи іншу сторону. Рано чи пізно навколо дроти утворюється крижана муфта, і якщо вага муфти перевищить 200 кг на метр, провід обірветься і хтось залишиться без світла. У компанії «Россеті» є своє ноу-хау по боротьбі з льодом. Ділянка лінії з обмерзлими проводами відключається від лінії, але підключається до джерела постійного струму. При використанні постійного струму омічний опір дроти можна практично не враховувати і пропускати струми, скажімо, в два рази сильніше, ніж розрахункове значення для змінного струму. Провід нагрівається, і лід плавиться. Провід скидають непотрібний вантаж. Але якщо на проводах є ремонтні муфти, то виникає додатковий опір, і ось тоді провід може і перегоріти.

Інший ворог - високочастотні і низькочастотні коливання. Натягнутий дріт повітряної лінії - це струна, яка під впливом вітру починає вібрувати з високою частотою. Якщо ця частота співпаде з власною частотою дроти і станеться поєднання амплітуд, провід може порватися. Щоб впоратися з цією проблемою, на лініях встановлюють спеціальні пристрої - гасителі вібрації, мають вигляд троса з двома грузиками. Ця конструкція, що має свою частоту коливань, засмучує амплітуди і гасить вібрацію.

З низькочастотними коливаннями пов'язаний такий шкідливий ефект, як «танець проводів». Коли на лінії відбувається обрив (наприклад, через що утворився льоду), виникають коливання проводів, які йдуть хвилею далі, через кілька прольотів. В результаті можуть погнутися або навіть впасти п'ять-сім опор, складових анкерний проліт (відстань між двома опорами з жорстким кріпленням проводу). Відомий засіб боротьби з «танцем» - встановлення міжфазних розпірок між сусідніми проводами. При наявності розпірки дроти будуть взаємно гасити свої коливання. Інший варіант - використання на лінії опор з композитних матеріалів, зокрема зі склопластику. На відміну від металевих опор, композитна має властивість пружної деформації і легко «відіграє» коливання проводів, нагнувшись, а потім відновивши вертикальне положення. Така опора може запобігти каскадне падіння цілого ділянки лінії.

На фото чітко видно різницю між традиційним високовольтним проводом і проводом нової конструкції. Замість дроту круглого перетину використана попередньо деформована дріт, а місце сталевого сердечника зайняв сердечник з композиту.

Опори-унікуми

Зрозуміло, існують різного роду унікальні випадки, пов'язані з прокладкою повітряних ліній. Наприклад, при установці опор в обводнених грунт або в умовах вічної мерзлоти звичайні палі-оболонки для фундаменту не підійдуть. Тоді використовуються гвинтові палі, які угвинчують в грунт як шуруп, щоб досягти максимально міцної основи. Особливий випадок - це проходження ЛЕП широких водних перешкод. Там використовуються спеціальні висотні опори, які важать раз в десять більше звичайних і мають висоту 250-270 м. Оскільки довжина прольоту може становити більше двох кілометрів, застосовується особливий дріт з посиленим сердечником, який додатково підтримується грузотросом. Так влаштований, наприклад, перехід ЛЕП через Каму з довжиною прольоту 2250 м.

Окрему групу опор представляють конструкції, покликані не тільки тримати дроти, а й нести в собі певну естетичну цінність, наприклад опори-скульптури. У 2006 році компанія «Россеті» ініціювала проект з метою розробити опори з оригінальним дизайном. Були цікаві роботи, але автори їх, дизайнери, часто не могли оцінити можливість і технологічність інженерного втілення цих конструкцій. Взагалі треба сказати, що опори, в які вкладено художній задум, як, наприклад, опори-фігури в Сочі, зазвичай встановлюються не з ініціативи мережевих компаній, а на замовлення якихось сторонніх комерційних або державних організацій. Наприклад, в США популярна опора у вигляді літери M, стилізованої під логотип мережі фастфуду «Макдоналдс».

Світовий досвід і перші кроки

Перші лінії електропередачі з'явилися в кінці XIX століття і конструктивно мали багато спільного з телеграфними і телефонними. У більшості випадків допустимо було застосовувати ті ж ізолятори, підвідний арматуру і стовпи, що і на лініях зв'язку. Оскільки відстані між опорами були невеликі, 50-70 метрів, найбільш часто використовувалися дерев'яні стовпи із залізними гаками або горизонтальними консолями - траверсами. Вибір між гаками і траверсами робився в залежності від числа і перетину підвішуються проводів, а також місця розташування лінії. Гаки вкручувались в стовп з двох сторін в шаховому порядку, і на кожному з них розташовувалося по одному ізолятора. На траверсах, як правило, розміщувалося від двох до восьми ізоляторів в ряд. У тих випадках, коли потрібна підвищена механічна міцність, як опори використовували Клепані металеві щогли, так само забезпечені гаками або траверсами. З впровадженням трифазних мереж змінного струму 2 і 6,6 кВ стали з'являтися нові типи опор, розраховані на підвіску трьох ( рис.1) Або шести (для двоколових ліній) проводів, проте умови спорудження ліній все ще дозволяли обходитися найпростішими конструкціями і підходами. Нерідко розміри опор і умови монтажу проводів задавалися на око досвідченим монтером, а не виходили в результаті розрахунку. Перші вітчизняні опори для ліній 6,6 кВ майже завжди були дерев'яними, для кріплення проводів застосовувалися гаки або металеві, рідше - дерев'яні траверси, на кожній з яких розміщувався один провід.

Використання трифазного змінного струму, стрімкий розвиток електротехнічної галузі та збільшення потреби в електроенергії сприяли зростанню напруги, що застосовуються в лініях передачі, тим самим роблячи можливим передачу великих потужностей на великі відстані. Стали широко використовуватися лінії напругою 30-60 кВ. Крім того, почало входити в ужиток поняття економічного прольоту - найбільш вигідного відстані між опорами з точки зору витрат на будівництво лінії. У зв'язку з цим вперше виник значний інтерес до питань механічного розрахунку опор ЛЕП і створення нових спеціалізованих конструкцій - їх використання дозволяло збільшити довжину прольоту і добитися значної економії в умовах високої вартості ізоляції і арматури.

З ростом напруги все більшу перевагу серед матеріалів для опор віддавалася стали: використовувати дерев'яні конструкції було вже далеко не завжди можливо і вигідно (проблема полягала в їх низької надійності і малому терміні служби: досвід застосування антисептиків для просочення опор ЛЕП на початку XX століття був ще невеликий ). Варто так само відзначити, що порцелянові штирові ізолятори, що застосовувалися на початку 20 століття на лініях напругою 30-60 кВ, представляли собою громіздкі, дорогі, складні у виробництві, транспортуванні та монтажі складові конструкції ( рис.3), Тому проектувальники намагалися скоротити кількість ізоляторів на лінії. Металеві опори давали можливість споруджувати лінії з більш довгими прольотами, що, зокрема, дозволяло використовувати менше ізоляторів. на мал. 4 в якості прикладу представлений фарфоровий штирьовий ізолятор фірми Locke, Застосований на лінії 60 кВ Замора-Гуанахуато. Висота ізолятора становила близько 30 см, діаметр верхньої спідниці - 35 см, а маса - близько 7 кг. На лінію ізолятори поставлялися у вигляді двох половинок, остаточне складання відбувалася в польових умовах за допомогою портланд-цементу.

У 1904 році для електропостачання шахт в мексиканському штаті Гуанахуато була побудована одна з перших в світі ліній, на якій використовувалися тільки металеві опори ( рис.5). Протяжність трифазної одноланцюгової лінії становила 100 миль, а напруга - 60 кВ. У будівництві лінії брали участь американські інженери. Опори для лінії були закуплені у американської компанії Aeromotor Windmill, Що виробляла вітряки. Щогли вітряних млинів добре підходили для використання в якості опор з точки зору механічної міцності і економії, так як вимагали лише мінімальних змін в конструкції, пов'язаних з установкою арматури для кріплення проводів. Щогла лінії Замора-Гуанахуато мала висоту 40 футів (12 м) і складалася з чотирьох куточків розміром 3 х 3 х 3/16 дюйма, з'єднаних розкосами і діафрагмами з куточків меншого розміру. Нагорі щогли розташовувалася металева траверса на два штирьових ізолятора і 3 ½-дюймова труба для кріплення верхнього штирьового ізолятора. Для підтвердження надійності конструкції на заводі Aeromotor Windmill були проведені випробування експериментальної опори. Опору закріпили горизонтально до стіни будівлі і підвісили за верхівку платформу зі свинцевими вантажами. Труба верхнього ізолятора почала відхилятися від горизонтального положення при навантаженні 900 фунтів (405 кг), при цьому прогину самої щогли не відбувалося. При навантаженні 1234 фунта (555 кг) прогин труби досяг 6 дюймів, після зняття навантаження залишковий прогин склав 1 дюйм. При навантаженні 1560 фунтів (702 кг) труба продовжила згинатися, поки вантаж не опинився на землі. На всьому протязі лінії, крім короткого ділянки у Гуанахуато, де через особливості місцевості довелося застосувати 60-футові опори і подовжені 400-метрові прольоти, довжина прольоту становила 132 метра.

Застосування металевих опор на лінії Замора-Гуанахуато викликало значну зацікавленість у середовищі інженерів-електриків. У 1904-06 роках в США було споруджено ще кілька ліній з опорами аналогічної конструкції, в тому числі закупленими у компанії Aeromotor Windmill. Сприятливий досвід використання таких конструкцій справив значний вплив на підхід до проектування опор більш потужних ліній.

Важливим фактором, посприяли поширенню металевих опор, став винахід підвісних ізоляторів. До 1907-08 років в електроіндустрії гостро стояла проблема лінійної ізоляції. При напрузі вище 50 кВ штирові ізолятори ставали занадто громіздкими, крихкими і незручними в монтажі, крім того, вони не відрізнялися високою експлуатаційною надійністю. При напрузі понад 80 кВ застосування штирьових ізоляторів ставало і зовсім неможливим. Підвісні ізолятори були в цьому плані набагато більш вигідними, однак, для них потрібні більш високі опори. У 1907 році Едвард Хьюлетт (Edward Hewlett) і Герольд Бак (Harold Buck) винайшли перший придатний для промислової експлуатації підвісний ізолятор ( рис.6). У тому ж році з'явився перший підвісний ізолятор «з шапкою і стрижнем» конструкції Джона Данкана (John Duncan, рис.9). Вперше підвісні ізолятори Хьюлетта були застосовані в 1907 році на лінії 100 кВ американської компанії Muskegon & Grand Rapids Power Co. Лінія була побудована з використанням металевих опор, її протяжність склала 35 миль. Ізолятори Данкана, мали більш прогресивну конструкцію, встановлювалися на декількох лініях в 1908 році, зокрема, на лінії 104 кВ, що належала компанії Stanislaus Electric Power (рис.8), проте, показали низьку надійність через погану якість цементу, що з'єднував підвідний арматуру з порцелянової ізолюючої деталлю. Аналогічні проблеми, пов'язані з якістю цементної зв'язки, переслідували перші ізолятори «з шапкою і стрижнем» фірми Ohio-Brass. Проте, переваги підвісних ізоляторів були очевидні. До 1910-11 років підвісні ізолятори продовжували удосконалюватися, вони вже проводилися поруч заводів США і Німеччини і отримували все більш широке застосування ( рис.7) Як в США, так і в Європі: перша європейська лінія електропередачі 100 кВ Lauchammer (1910 г.) була побудована із застосуванням тільки підвісних ізоляторів і тільки металевих опор ( рис.10).

В умовах бурхливого розвитку електричних мереж в 1910-20-х роках виділилися два основних підходи до конструювання металевих опор: американський і німецький.

На початку XX століття США було створено безліч різних видів опор, але, в основному, американський підхід полягав у застосуванні просторових конструкцій з широкою основою, складених з стрижнів (куточків) порівняно малих (в порівнянні з європейськими конструкціями) перетинів. Цей підхід походив із досвіду будівництва ліній на металевих опорах в 1904-06 роках, про який говорилося раніше. Стійки опор в плані - квадратні або прямокутні, в деяких випадках - трикутні. Кожна нога містилася на окремий фундамент. Розташування проводів могло бути як трикутним ( ріс.8,11) Або вертикальним ( рис.12), Так і горизонтальним ( ріс.13-14). У 1920-30-х роках опори американського типу застосовувалися при довжині прольоту до 250 м. У вітчизняній практиці опори американського типу також відомі як «шірокобазние».

Німецький підхід припускав використання вузьких квадратних в плані стійок з підставою, вміщеним на один масивний, компактний фундамент. Пояси (вертикальні куточки) з'єднувалися перехресної або трикутної гратами ( «змійкою»). У 1920-30-х роках опори німецького типу, також звані «узкобазнимі», застосовувалися при довжині прольоту до 200 метрів і набули значного поширення в Європі, так як дозволяли скоротити витрати на відчужувану землю ( рис.15, рис.4).

У Франції існувала своя різновид одноколових узкобазних опор з горизонтальним і трикутним розташуванням проводів ( рис.16).

Типи опор в залежності від призначення

Умови роботи опор на високовольтних лініях істотно різняться залежно від місця установки опори і місця проходження лінії За призначенням опори поділяються на кілька типів.

проміжна (ріс.17-18) - опора, яка в режимі нормальної експлуатації лінії сприймає тільки поперечні вітрові навантаження і вага проводів, але не їх тяжіння (зусилля, з яким натягнутий дріт). Кріплення проводів на проміжних опорах робляться з таким розрахунком, щоб мінімізувати пошкодження опори в разі аварії (обриву проводів).

анкерная (ріс.19-20) - опора, на якій дроти завжди закріплюються жорстко - «анкер», анкерна опора сприймає поздовжнє тяжіння проводів ( рис.21). Анкерні опори намагаються влаштовувати таким чином, щоб за нормальних робочих умов тяжіння проводів з двох сторін від опори було однаковим. Анкерні опори встановлюють при переходах через інженерні споруди, природні перешкоди і кожні 1-1,5 км (по нормам 1920-30-х років для ліній 30-115 кВ) для розбиття лінії на анкерні ділянки. кінцева опора - різновид анкерної, яка в нормальному режимі сприймає одностороннє або істотно нерівномірний тяжіння і встановлюється на початку і в кінці лінії, а також перед великими переходами через природні перешкоди. (Великі річки, водосховища, ущелини і т.п.).

кутова (рис.22) - опора, яка встановлюється в місцях, де лінія змінює напрям. У нормальному режимі роботи кутова опора сприймає несиметричні навантаження від проводів, результуюча яких спрямована по бісектрисі кута повороту; тому такі опори завжди зміцнюються відповідним чином і мають масивні фундаменти. За способом кріплення проводів кутові опори діляться на анкерно-кутові і проміжні кутові.

Існують також спеціальні типи опор: перехідні, транспозіціонние, відгалужувальні.

Опори "Електропередачі»

У Російській Імперії перші лінії електропередачі 30 кВ стали будуватися Товариством «Електропередача», в плани якого входило розгортання в Богородському повіті Московської губернії місцевої високовольтної розподільної мережі для постачання прилеглих приватних фабрик. З самого початку було вирішено використовувати для всіх ліній металеві опори, але першу лінію 30 кВ електропередач - Зуєво по ряду причин довелося будувати на дерев'яних опорах. Приблизно, через рік, в 1914 році, була побудована друга лінія - на село Великі Двори, на якій, як і на всіх наступних, були застосовані вже тільки металеві опори. Значна частина ліній Товариства проходила по приватних володінь, і за оренду землі під опори стягувалася плата, через що при розгляді конструкцій було вирішено зупинитися на опорах німецького типу, які займали меншу площу, ніж американські . Опори проводилися заводом Гюжона в Москві (нині «Серп і Молот»), доставлялися в Богородський повіт в розібраному вигляді на платформах по Нижегородській залізниці, а потім розвозились по трасі на конях. Для ліній 30 кВ застосовувалися Дволанцюгова опори марки C-15 і D-15 висотою 15 метрів ( ріс.23-24). Опора C-15 використовувалася в якості анкерної і кутовий, D-15 була її полегшеною версією, виконаної з профілів меншого перерізу, і використовувалася в якості проміжної і, іноді - анкерної. Стовбур опор складався з двох секцій з трикутної гратами. Пояси виконувалися з куточків з полицею 70 - 100 мм, розкоси і діафрагми- з куточків з полицею 30 - 60 мм. У нижній частині опори розкоси кріпилися до поясів із застосуванням косинок, а у верхній - внахлест. Всі з'єднання, крім кріплень траверс і секцій (які передбачені рознімними), виконані заклепувальних, що обумовлено дешевизною заклепок в порівнянні з болтами і малим досвідом використання зварювання. Для зміцнення проводів на опорах змонтовані три траверси плоскої конструкції, виготовлені з двох сталевих смуг кожна, і забезпечені вушками для підвіски гірлянд тарілчастих підвісних ізоляторів або штирями для кріплення штирьових ізоляторів. Спочатку на всіх проміжних і деяких анкерних опорах ліній 30 кВ застосовувалися штирові ізолятори, однак, в кінці 1920-х років вони були замінені на гірлянди ізоляторів для більшої надійності, при цьому середні траверси були подовжені проставкамі з куточків ( рис.24).

У 1915 році Товариство «Електропередача» завершило будівництво лінії електропередачі напругою 70 кВ на Москву, яка зв'язала станцію «Електропередача» з заводом Гюжона і МОГЕС. Для цієї ЛЕП були застосовані 18-метрові опори марок А-18 (анкерна, рис.25) І B-18 (проміжна). Ці ж опори застосовувалися і на лініях 30 кВ в якості перехідних і анкерних там, де була потрібна підвищена надійність. Стовбур кожної з опор складався з двох рознімних секцій. У В-18 решітки обох секцій були трикутними, виконаними аналогічно опорам C і D.

У опори A-18 нижня секція мала перехресну грати, між собою секції з'єднувалися посиленими накладками. Всі нероз'ємні з'єднання на опорах А-18 і B-18, як і на 15-метрових, виконані із застосуванням заклепок. Траверси просторової конструкції виготовлялися з кутових профілів. На кінцях траверс були укріплені вушка для підвіски ізоляторів, передбачені знімні деталі для підвіски двоколових гірлянд. Більшість опор мали вертикальне розташування проводів, але деякі виконувалися з розташуванням проводів «бочкою». І 15-метрові, і 18-метрові опори не мали спеціальних тросостоек, але були оснащені зажимами для кріплення грозозахисного троса на верхівці стовбура. Таке розташування обумовлено існувала в ті роки теорією про дію захисного троса, згідно з якою трос слід кріпити як можна ближче до фазним проводам, що збільшувало загальну ємність лінії і сприяло зниженню величини перенапруги при індукованих хвилях.

Конструкції опор A, B, C, D виявилися вдалими і продовжили використовуватися і після Жовтневої революції майже без змін. У 1940-50-ті роки під час ремонтів на вже експлуатуються опори цієї серії іноді надбудовували зварні тросостойки висотою два метри ( рис.26). Деякі лінії з опорами A, B, C, D збереглися і діють до цього дня.

опори ГОЕЛРО

Оскільки план ГОЕЛРО передбачав будівництво потужних районних електростанцій, призначених, зокрема, для харчування важливих об'єктів промисловості, одним з ключових його елементів було будівництво мережі магістральних і розподільних ліній електропередачі. На перших порах в розподільних мережах були значною мірою використані вже знайомі лінії 30-35 кВ, для магістральних передач передбачалося освоїти новий клас напруг - 115 кВ. До 1918-20 років в міжнародній практиці вже був чималий досвід будівництва та експлуатації таких ліній електропередачі. Лідируючі позиції в питаннях будівництва електропередач 100 кВ і вище, а також виробництва арматури для них займали США і Німеччина. Саме на німецький і американський досвід орієнтувалися вітчизняні інженери при створенні металевих опор ЛЕП для ліній ГОЕЛРО.

На лініях напругою 115 кВ і вище перевага віддавалася опорам американського типу. Через велику вагу металеві опори для ліній такої напруги, як правило, виконуються роз'ємними, тобто опора закріплюється на підп'ятники заздалегідь підготовленого фундаменту. Проміжні та анкерні опори американського типу можливо було встановлювати без влаштування бетонних фундаментів, що було вельми істотно, так як бетонування фундаментів в польових умовах в 1920-ті роки вважалося одним з найбільш складних аспектів будівництва лінії. Крім того, на відміну від Європи, не стояло питання про витрати на відчуження земель під опори.

Металеві опори для ліній електропередачі ГОЕЛРО виготовлялися різними механічними заводами, найбільші з них: ленінградський завод «Стальмост», «Серп і Молот» і «Парострой» в Москві, Краматорський завод в Донбасі.

Істотний вплив на вибір опор, особливо на перших порах, надавала нестача металу: металеві опори намагалися застосовувати для будівництва лише найбільш відповідальних ліній, або тільки в якості анкерних або кутових. Важливо відзначити, що і в подальшому, незважаючи на збільшення виробництва сталі, на лініях усіх класів напруг значна увага приділялася розширенню застосування дерев'яних опор, як більш економічних в умовах низьких цін на щогловий ліс. Збільшення терміну служби дерев'яних опор досягалося за рахунок використання антисептиків, рейкових або бетонних пасинків. У 1929-30-х роках вже існував і застосовувався типовий проект, що включав в себе не тільки проміжні, але і анкерні, і кутові дерев'яні опори для ВЛ 110 кВ. У 1930-х роках дерев'яні опори стали застосовуватися і на лініях 220 кВ.

На першій в СРСР лінії 115 кВ Каширська ГРЕС - Москва через дефіцит металу довелося застосувати тільки дерев'яні опори. Каширська лінія 1922 року одноланцюгової, проміжна і анкерна опори показані на малюнках 17 і 19 відповідно. Опори цієї лінії не були оброблені антисептиками. Якість будівлі виявилося низьким, і лінія постійно виходила в ремонт через пошкодження опор. У 1931 році паралельно старої була побудована нова двухцепна лінія Кашира - Москва на металевих опорах.

Інша лінія електропередачі 115 кВ повинна була пов'язати Волховському ГЕС з понизительной підстанцією в Ленінграді. Керував проектуванням лінії професор Н. П. Виноградов. В основному, установка опор цієї лінії була виконана в 1924 році, а в 1926 році почалася її експлуатація. Проміжні опори для економії металу робилися дерев'яними ( рис.28), З урахуванням досвіду Каширської лінії. Як анкерних, кутових, транспозіціонних і перехідних були застосовані опори американського типу з горизонтальним розташуванням проводів ( рис.27), Конструкція яких була схожа з опорами ліній компаній Вестінгауз і Монтана Пауер. Всі нероз'ємні з'єднання виконувалися із застосуванням заклепок. Лінія Волхов-Ленінград була Дволанцюговий, але кожна ланцюг розташовувалася на окремих опорах. Таке рішення, як і вибір горизонтального розташування проводів, пояснюється міркуваннями надійності і простоти монтажу і безпеки обслуговування. Опори американського типу Волховской лінії отримали велике поширення в електричних мережах Ленінградської області і існували в декількох модифікаціях.

Підхід, використаний при будівництві лінії Волхов-Ленінград, застосовувався і в мережах Мосенерго. В кінці 1920-х - початку 1930-х років багато другорядні одноланцюгові лінії 115 кВ Мосенерго будувалися з використанням металевих опор тільки в якості анкерних і кутових. Як приклад можна привести лінії Голутвин-Озери і Кашира-Рязань. Проектно-конструкторське бюро Мосенерго розробило власні опори американського типу, кілька відрізнялися від Волховських ( ріс.29-30). В основі конструкції так само лежали рішення, застосовані на лініях компанії Вестінгауз. Існувало три марки металевих опор американського типу ПКБ Мосенерго для ліній з дерев'яними проміжними опорами: анкерная АМ-101, кутова УМ-101 і транспозіціонная ТАМ-101, а також дві модифікації: АМ-101 + 4 і УМ-101 + 4 з підставками чотириметрової висоти для використання в якості перехідних. Як проміжних використовувалися П-образні дерев'яні опори конструкції ПКБ Мосенерго, аналогічні опорам Каширської і Волховской ліній.

Шатурський опори

Важливим моментом в історії вітчизняних ліній електропередачі стало будівництво в 1924-25 роках лінії ШГЕС - Москва. Це була перша в СРСР ЛЕП 115 кВ, на якій використовувалися Дволанцюгова металеві опори. У проектуванні опор взяв участь Олександр Васильович Вінтер, а також інженери А. Горев, Г. Красін, А.Чернишёв. Маршрут лінії Шатура-Москва проходив не тільки по Московській області і передмістях, але і по самому центру Москви: лінія перетинала Окружну залізницю біля станції Угрешська і виходила до Москви-ріки по Арбатецкой вулиці, звідки йшла по Крутицький, Краснохолмской, Котельнической і Москворецкая набережних до заряду, де розташовувалася кінцева опора ( рис.31), З якої лінія перетинала Москву-ріку і заходила на підстанцію Раушской ГЕС.

Для міського ділянки ЛЕП були спроектовані спеціальні узкобазние опори з фундаментами особливої \u200b\u200bконструкції ( рис.32), На решті лінії використовувалися опори американського типу ( ріс.18,20,33).

Для підвищення механічної надійності опор була обрана конструктивна схема «зворотна ялинка», при якій траверси звужувалися від верхньої до нижньої. Така схема не є оптимальною з електричної точки зору, але дозволяла уникнути пошкодження опор і їх траверс в разі обривів і падіння проводів. Для захисту від ударів блискавок над кожною ланцюгом розташовувався грозотрос. На анкерних опорах були передбачені кріплення для одноланцюгових і двоколових гірлянд ізоляторів, на кутових опорах на кінцях траверс закріплювалися трапецієподібні майданчики для більш зручної підвіски двоколових гірлянд при повороті лінії на великі кути. Висота до нижньої траверси на анкерних і кутових опорах американського типу становила 11 м, на проміжних - 12 м, вертикальна відстань між траверс на всіх опорах - 3,1 м. Всі опори мали заклепувальних конструкцію, окремі секції опор збиралися на стапелях в заводських умовах і з'єднувалися разом вже на трасі, також за допомогою клепки.

На основі досвіду Шатурской лінії 1925 року ПКБ Мосенерго розробило типовий проект двоколових опор американського типу для I-II кліматичних районів. Опори цього проекту дещо відрізнялися від встановлених на Шатурской ЛЕП, але зберегли загальні технічні рішення і характерний зовнішній вигляд, за який вони отримали назву «Шатурських», або «опор Шатурського типу». У 1920-х роках опори Шатурського типу встановлювалися, в основному, на лініях Мосенерго: Електропередача - Москва, Кашира - Москва ( рис.34), Друга лінія Шатура - Москва, лінії Московського електрокольца 110 кВ. А з кінця 1920-х років Шатурський опори стали широко застосовуватися і в інших регіонах СРСР.

У типовий проект входили наступні основні марки опор ( рис.35): АМ-103 - анкерна, також допускала поворот лінії на кут до 5º, ПМ-103 - проміжна, УМ-102 - кутова для повороту на кут до 60º, УМ-103 - кутова для повороту на кут до 90º, ТАМ-103 - транспозіціонная. У порівнянні з опорами Шатурской лінії 1925 року було зменшено база, ширина стовбура, для поясів були застосовані кутові профілі меншого розміру. Крім опор звичайної висоти, були також підвищені модифікації: АМ-103 + 4, АМ-103 + 6,8, УМ-102 + 6,8.

Всі опори являли собою Клепані конструкції. На трасу опори надходили у вигляді окремих зібраних в заводських умовах секцій, які з'єднувалися на місці за допомогою клепки, іноді - на болтах.

Фундаменти проміжних і анкерних опор виконувалися у вигляді чотирьох підп'ятників з металевих профілів, закріплених в грунті без використання бетону при проходженні лінії по нормальному грунту, з легким бетонною основою при установці опори на дрібному торф'яному болоті або на палях при установці на глибокому болоті. Підп'ятники анкерних опор відрізнялися великим розміром, а також тим, що в їх конструкції був лист з котельного заліза, покращує роботу на виривання уздовж лінії. Фундаменти кутових і кінцевих опор виконувалися завжди бетонними.

У 1929-31 роках з'явилися «грозостойкіе» опори Шатурського типу марок АМ-103г, ПМ-103г, УМ-102г, УМ-103г, АМ-103г + 4, що відрізнялися тросостойки збільшеної висоти ( рис.36). Крім того, в проект було включено опори німецького типу наступних марок: анкерная АМ-102 і проміжна ПМ-102 ( мал.37).

У зв'язку з тим, що в 1930-х роках в СРСР йшло освоєння заводської збірки опор із застосуванням зварювання, до 1933 року з'явилися зварні модифікації опор Шатурського типу.

Шатурський опори нової серії складалися з зварних секцій, що виготовляються на заводі і з'єднуються на трасі заклепками або болтами. Зварні опори мали аналогічне з заклепувальних технологічне членування, що дозволяло застосовувати при будівництві ліній однакову оснащення і шаблони і було зручно з точки зору транспортування. Використання зварювання здешевило Шатурський конструкцію за рахунок економії металу і кілька спростило заводську збірку, так як відпала необхідність в свердлінні безлічі отворів під заклепки. Також відпадала потреба в клёпке в польових умовах, так як готові секції з'єднувалися тільки на болтах. Проте, як і в випадку з заклепувальних опорами, де потрібно строгий контроль за якістю клепки, при виробництві зварних опор потрібна ретельна перевірка відсутності перекосів конструкції і зварних швів на предмет непроварів і тріщин.

Існували такі марки зварних опор Шатурського типу ( ріс.38-40): АМ-109г - анкерна, УМ-113г - кутова для повороту на кут до 90º, ПМ-109г - проміжна, УМ-111г - кутова для повороту на кут до 35º, УМ-112г - кутова для повороту на кут до 60º. Опори УМ-111г і УМ-112г по конструкції стовбура аналогічні АМ-109г, але відрізняються асиметричними траверсами. Всі зварні опори Шатурського типу виконувалися «грозостойкімі». Зварні з'єднання на опорах цієї серії в верхній частині стовбура виконувалися із застосуванням фасонок, розкоси і діафрагми нижньої частини стовбура і траверс приварювалися внахлест. Траверси і тросостойки кріпилися до стовбура на болтах. Верхня і середня секції представляють собою нероз'ємні конструкції, а нижня секція складається з чотирьох частин, що з'єднуються болтами. На кутових опорах на кінцях траверс укріплені трапецієподібні майданчики для більш зручного кріплення гірлянд ізоляторів. Як і у випадку з заклепувальних опорами, існували підвищені модифікації з підставками висотою 6,8 метрів аналогічної конструкції ( рис.40). Узкобазние варіанти зварних опор Шатурського типу не випускалися. Зварні Шатурський опори продовжували встановлювати на споруджуваних лініях електропередачі аж до кінця 1950-х років.

Активно будувалися в період ГОЕЛРО і лінії розподільних мереж меншого напруги, 30-35 кВ. На цих лініях існувало ще більшу різноманітність конструкцій опор, ніж на ПЛ напругою понад 100 кВ. Так як опори ліній 35 кВ істотно менше і легше опор ліній 115 кВ, найбільшого поширення набули зручні при транспортуванні і монтажі нероз'ємні конструкції німецького типу. Нероз'ємні опори встановлювалися або прямо в грунт, або на бетонну подушку. Котлован фундаменту міг засипатися землею або заливатися бетоном. Існували, однак, і інші конструкції. Наприклад, опори лінії 35 кВ Іванівської ТЕЦ-1 мали вузький ствол і широку основу, така компоновка надалі набула широкого застосування і стала називатися «змішаної», так як поєднувала гідності шірокобазних і узкобазних опор. Також варто скасувати опори плоскою ( «гнучкою») конструкції Земо-Авчальськой лінії 35 кВ 1929 роки ( рис.41).

У мережах Мосенерго в 1920-х роках продовжували застосовуватися спроектовані до жовтневої революції опори А-18, B-18, C-15 і D-15. З іншого боку, в ці ж роки ПКБ Мосенерго спроектувало для ліній 35 кВ нові Дволанцюгова опори німецького типу наступних марок ( ріс.42): Н - проміжна, НА - анкерна, НУ - кутова. Крім того, існувала спеціальна одноланцюгова опора НБ. Літера Н буквально означала «німецький тип». На відміну від опор A, B, C, D, на яких дроти розташовувалися вертикально або «бочкою», опори німецького типу були виконані за схемою «зворотний ялинка». Була відсутня можливість установки штирьових ізоляторів. Конструкція опор німецького типу була клепано, стовбур опори складався з двох секцій, траверси кріпилися до стовбура на болтах. У перших опор німецького типу було низьке розташування грозозахисного троса, як на опорах товариства «Електропередача», але в подальшому все знову встановлюються і вже експлуатуються опори забезпечувалися підвищеної тросостойки.

У зв'язку з дефіцитом металу при будівництві ліній 35 кВ перевага віддавалася дерев'яними опор. Цілком на металевих опорах будувалися тільки найбільш важливі лінії, в іншому, металеві опори використовувалися в якості кутових і анкерних в особливо відповідальних місцях. Існувала велика кількість конструкцій дерев'яних опор для ліній 35 кВ: одноланцюгова «свічка», «ластівчин хвіст» ( рис.43), А-подібна опора «Азик», одноланцюгові П-образні опори. Опори «свічка» і «Азик» могли використовуватися з штирьовими ізоляторами. Дволанцюгова опори «Азик» з штирьовими ізоляторами ВЕО-38 були застосовані на лінії електропередачі 33 кВ АМО - Рублевська насосна станція 1923 року побудови. Найбільше ж поширення набули П-образні опори, які по конструкції були аналогічні дерев'яних опор ЛЕП 110 кВ.

Свір і ДМЕМ

Нові потужні гідроелектростанції, що споруджуються за планом ГОЕЛРО, призначалися для постачання електроенергією великих промислових районів: заводів Ленінграда і споруджуваних промислових гігантів Запоріжжя. Для видачі потужностей станцій споживачам необхідно було споруджувати великі магістральні лінії і розгалужені місцеві електромережі, при цьому вже освоєні класи напруг 35 і 110-115 кВ вже не забезпечували необхідну пропускну здатність і не могли стати основою запланованих енергосистем. У другій половині 1920-х років в розпорядженні радянських інженерів був деякий закордонний досвід як проектування, так і експлуатації ліній напругою вище 150 кВ. У США і країнах Європи на той момент існували лінії, які працювали на напрузі 220 кВ. Технічні рішення, вироблені для перших ліній 154, 161 і 220 кВ, базуються як на іноземному досвіді, так і на власних, повністю оригінальні рішення.

У 1927 році почалося будівництво Ніжнесвірськой ГЕС в Ленінградській області. Для передачі енергії річки Свір до Ленінграда належало спорудити найдовшу і найпотужнішу в СРСР ЛЕП. Керував створенням лінії професор Н. П. Виноградов, який розробив раніше проект електропередачі Волхов - Ленінград. При складанні кошторису в 1927 році розглядалося два варіанти будівництва електропередачі Свір-Ленінград: перший варіант був четирёхцепную лінію напругою 130 кВ, а другий - дволанцюгову лінію 220 кВ. Вартість споруди лінії за першим варіантом була менше, проте другий варіант дозволяв забезпечити більшу потужність. В результаті для виконання був обраний другий варіант. Лінія електропередачі проходила по вкрай заболочених місцях, проте, в результаті ретельного вивчення всіх можливих варіантів траси був обраний найбільш прохідний і короткий. Довжина траси в своєму кінцевому варіанті склала 272 км, лінія була здатна передавати потужність до 240 мВт, що відповідало пікової планованої потужності двох станцій Свірського каскаду. Дві ланцюга передачі виконувалися у вигляді окремих ліній, що було зроблено для підвищення надійності передачі і забезпечення безпеки персоналу під час ремонту при відключенні однієї з ланцюгів. За результатами економічного розрахунку було обрано довжина прольоту в 300 м, довжина анкерного ділянки - 3 км. З міркувань економії і зручності обслуговування було вибрано горизонтальне розташування проводів. У первинному варіанті кожна ланцюг захищалася одним Сталеалюмінієвий грозозахисним тросом.

Лінія Свір-Ленінград була першою з проектованих в СРСР ЛЕП напругою вище 115 кВ, робота над проектом почалася в 1926 році. Виходячи з обраного відстані між проводами і висоти їх підвішування, в якості основного розглядався варіант опори американського типу ( рис.43). Але такий варіант не задовольняв сучасним вимогам до проектування ферменних конструкцій. Було потрібно, щоб відношення довжини стрижнів, з яких складається конструкція, до мінімального радіусу інерції не повинно було перевищувати: 120-140 для основних стійок, 160 -180 - для другорядних елементів і 200 - для допоміжних, що не несуть зусиль деталей. При розрахунку опори на підставі цієї умови в конструкції виходило велика кількість непрацюючих та слабоработающіх елементів значної довжини, що при будівництві призвело б до перевитрати металу. Проектувальники опори зіткнулися з тим випадком, коли не раціонально пристосовувати старі конструкції до нових умов.

В ході розгляду різних варіантів була обрана Н-подібна конструкція з найменшою вільної довжиною елементів фасадної решітки ( ріс.44), Що дозволило істотно скоротити вагу опори в порівнянні з первісним варіантом. Вага проміжної опори становив 3,3 т, анкерної - 4,3 т. Було досягнуто скорочення ваги, в порівнянні з первісним варіантом, на 17% для проміжної і на 12% для анкерної опор. Загальна економія металу для двох ланцюгів лінії склала 1 120 т. Для підтвердження розрахунків, перевірки умов виготовлення та отримання фактичних коефіцієнтів запасу міцності були виготовлені і випробувані дві експериментальні опори ( рис.45), Проміжна і анкерная. Проведені натурні випробування підтвердили відповідність нормам і вимогам розрахунку.

Хоча під час будівництва лінії Свір-Ленінград вже існувала можливість виготовити опори із застосуванням зварювання, через особливої \u200b\u200bважливості лінії і з міркувань надійності все опори були виконані з використанням заклепок. Як сказано вище, спочатку кожна ланцюг захищалася одним грозотроса, розташованим на невеликий трикутної стійці над однією з ніг опори, але в наступні роки вся лінія була обладнана двома грозозахисними тросами. Для збереження опор у разі обривів проводів на всьому протязі лінії, крім переходів через інженерні споруди, були застосовані випускають затискачі, хоча конструкція опор була розрахована на повну односторонню навантаження в разі неспрацьовування затиску.

Лінія електропередачі Свір-Ленінград пережила Велику Вітчизняну війну, більшість її початкових опор збереглися і продовжують експлуатуватися донині.

Іншим великим об'єктом електосетевого будівництва була будівництво ДніпроГЕС. Енергосистема ДМЕМ повинна була живити регіон Донбасу та великі промислові підприємства Запоріжжя, серед яких комплекс Днепрокомбіната: Завод Феросплавів, Металургійний завод і Алюмінієвий Комбінат. Головні лінії енергосистеми працювали на напрузі 161 і 150 кВ, в розподільних мережах також використовувалося напругу 35 кВ. Крім того, в Дніпропетровську існувало кільце ліній 150 кВ, що забезпечує більш надійну роботу енергосистеми. Найбільш протяжної лінією була ЛЕП 161 кВ ДМЕМ - Рикове (Донбас), довжина якої складала 210 км, а загальна довжина ліній, вважаючи за одного ланцюга, становило приблизно 900 км.

Проектуванням ліній електропередачі для енергосистеми ДМЕМ керував професор Н. П. Виноградов.

Умови механічного розрахунку опор були досить складними з огляду на те, що лінії електропередачі Дніпробуду проходили по гололёдним районам. Через значні вітрових навантажень, що викликають сильне відхилення ізоляторів і проводів, розрахункове відстань між проводами досягало 6,4 м, що навіть з урахуванням меншого робочої напруги відповідало параметрам лінії Свір-Ленінград. У зв'язку з цим, а також для більшої грозоустойчівості, було вирішено використовувати для ліній модифікований варіант «Свірських» опор з горизонтальним розташуванням проводів. Більш низька напруга дозволяло зменшити розмір лінії по висоті, в зв'язку з чим верхня частина опор була дещо спрощена, в той час як нижня частина залишилася без змін.

Опори були розраховані для використання при нормальній довжині прольоту 220 м і сталеалюмінієвий дріт марки АС перерізом 120 мм 2. У деяких випадках такі ж опори використовувалися з проводом АС-150, але при зменшених прольотах. Вага проміжної ( ріс.47) Опори становив 3,28 т, анкерної ( ріс.46) - 4,6 т. Кожна лінія захищалася двома грозотроса. Для перевірки правильності вибору конструкції був зроблений проект опори по американському типу, розрахунок показав, що застосування опор Свірського типу дає економію 20% економію металу. Опори Свірського типу застосовувалися на більшості ліній Дніпробуду.

Інша конструкція опор була застосована на вельми протяжних, але менш відповідальних лініях 161 кВ ДМЕМ - Донбас і ДМЕМ - Дніпропетровськ-Кам'янське. При вивченні різних варіантів двоколових опор з горизонтальним розташуванням проводів для цих ліній в числі інших розглядалася трехстоечное опора із загальною траверсой, але всі варіанти опор виявлялися занадто важкими. Однак, несподівані і сприятливі результати були отримані при поділі трехстоечное Дволанцюговий опори з єдиної траверсой на три окремі опори, кожна з яких несла два дроти ( ріс.48,50). Такий варіант забезпечував істотну економію металу в порівнянні з використанням двох одностоякових опор. Розміщення механічно не зв'язаних стійок на окремих бетонних блоках дозволяло уникнути властивих шірокобазним опорам проблем з появою напруги, викликаної осіданням фундаменту. Трехстоечное опори були більш транспортабельні, забезпечували більш сприятливі умови монтажу проводів та ізоляторів. Недоліками конструкції були обсяг фундаментів, більший, ніж при використанні двох шірокобазних опор, і можливість виходу з ладу відразу обох ланцюгів при пошкодженні середньої опори. З урахуванням всіх факторів застосування трехстоечное конструкції удешевляло будівництво лінії на 10% в порівнянні з варіантом будівництва Дволанцюговий лінії на одностоякових шірокобазних опорах.

Після того, як трехстоечное конструкція була затверджена для використання на лініях ДМЕМ - Донбас і ДМЕМ - Кам'янське, були побудовані дві досвідчені опори: зварна і клепано ( ріс.49). У червні 1930 року обидві опори успішно пройшли випробування, причому зварна опора показала великі фактичні коефіцієнти запасу, ніж клепано. На підставі випробувань було прийнято рішення про використання електрозварювання для виготовлення проміжних опор. Це був перший значний вітчизняний досвід у використанні зварних опор на високовольтних лініях. Анкерні, кутові і спеціальні опори виконувалися клепано.

Прийняті типи опор використовувалися з випускають зажимами при прольотах до 235 м на всьому протязі лінії, крім особливо гололёдних ділянок. На лінії ДМЕМ - Донбас був застосований провід СА-150, в зв'язку з чим конструкції анкерних опор були посилені.

Для скорочення початкової вартості лінії ДМЕМ - Донбас і ДМЕМ - Кам'янське будувалися в дві черги. У міру виходу ГЕС на повну потужність будувалася спочатку одна ланцюг кожної лінії, потім добудовувалася друга. При цьому в першу чергу будувалися дві двопровідні лінії, у яких три дроти були робочими, а четвертий залишався резервним до моменту спорудження третьої лінії і введення в дію другої ланцюга.

Крім звичайних опор, для енергосистеми ДніпроГЕС були створені унікальні перехідні опори різних конструкцій, які заслуговують на окрему згадку.

після ГОЕЛРО

Перші роки ГОЕЛРО, відмічені інтенсивним будівництвом ЛЕП різних класів напруг з використанням найрізноманітніших технічних рішень, були дуже важливі для накопичення досвіду проектування і спорудження високовольтних ліній. У дуже короткий час були освоєні нові класи напруг: 110-115 і 220 кВ. Уже в 1931-32 році обговорювалося створення електропередач напругою 400 і 500 кВ, розглядалися різні конструкції опор, робилися спроби екстраполювати на нові умови досвід проектування ліній Дніпробуду і Свірі. Що стосується існуючих класів напруг, то вдосконалення конструкцій опор для них тривало. З одного боку, велика увага приділялася застосуванню дерева: в кінці 1930-х років дерев'яні опори стали використовувати не тільки на лініях 35 і 110 кВ, а й на ЛЕП 220 кВ. З іншого боку, вступали в дію промислові гіганти перших п'ятирічок, і дефіцит конструкційного металу проходив, що дозволяло ширше використовувати металеві опори. Певний увага приділялася опор із залізобетону, але на той момент пов'язані з їх виробництвом і установкою технічні труднощі все ще не дозволяли широко їх використовувати.

Загальною тенденцією був перехід у другій половині 1930-х - початку 1940-х років на заводську збірку опор із застосуванням електрозварювання: з'явилися зварні модифікації опор Шатурського типу, про які говорилося вище, зварні опори для ліній 35 і 220 кВ.

До кінця 1930-х років для ліній 35 кВ були спроектовані уніфіковані опори звареної конструкції наступних марок ( ріс.51): А-37г - анкерна, П-37г - проміжна і У-37г - кутова. Опори були виконані по схема «ялинка». Траверси - швелерних, плоскою трикутної конструкції. У порівнянні з попередніми металевими опорами для ЛЕП 35 кВ, була збільшена довжина траверс і вертикальне відстань між ними. Стовбур складався з двох зварних секцій, що з'єднуються болтами. Опори даного типу відрізнялися простою конструкцією і порівняно малою масою і застосовувалися повсюдно до кінця 1950-х років.

Для активно будуються, 220 кВ до середини 1930-х років був створений типовий проект одноколових портальних опор, істотно відрізнялися від застосованих на лініях ДМЕМ і Свір-Ленінград. Опори портального типу складалися з двох вузьких стійок прямокутного перетину, на яких розміщувалася горизонтальна траверса ( рис.52). Кожна стійка зміцнювалася на окремий компактний фундамент. Обрана конструкція дозволяла зробити опори більш технологічними, транспортабельні і скоротити в порівнянні з шірокобазнимі опорами Свірського типу механічні напруги, що виникають із-за осідання фундаментів стійок. Секції портальних опор виготовлялися в заводських умовах за допомогою електрозварювання. На трасі готові секції з'єднувалися заклепками, а в більш пізні роки - болтами. Існували проміжний, анкерний і кутовий варіант опори. Портальні опори цієї серії застосовувалися на лініях 220 кВ повсюдно і досить тривалий час - до кінця 1950х років. Серед них: ВЛ Сталиногорск - Москва, Рибінськ - Москва і інші. З'явилися також типові перехідні опори для ліній 220 кВ висотою 35 і 70 метрів.

Відхід від використання конструкцій періоду ГОЕЛРО почався в перші післявоєнні роки. З одного боку, до кінця 1950-х продовжували будуватися лінії на опорах Шатурського типу звареної конструкції і лінії 220 кВ на вільностоячих порталах. З іншого боку, все більше застосування знаходили узкобазние опори і конструкції так званого «змішаного» типу. Опори змішаного типу застосовувалися на ЛЕП 35-220 кВ і мали такий же стовбур, як узкобазние (німецький тип), і сильно розширюється до фундаменту нижню секцію. Таким чином, опори змішаного типу об'єднували в собі переваги узкобазних і шірокобазних. З'явилася значна різноманітність конструкцій опор, створених різними проектними інститутами, лідером серед яких був ленінградський інститут «Теплоелектропроект» (ТЕП). Крім того, з'явилася більша кількість варіантів опор, які враховують особливості різних кліматичних зон. У 1948 році з'явилася нова серія опор для ліній 110 кВ, що замінила Шатурський: опори «кримського» типу ( рис.53). За конструкцією ствола ці опори належали до змішаного типу. Один з варіантів проміжної опори був узкобазним. При виготовленні секцій на заводі використовувалася електрозварювання, для з'єднання секцій - болти. Траверси були плоскої конструкції, несучими елементами в них були швелери. Були варіанти опор для підвіски двох і одного грозозахисного троса. Опори кримського типу витіснили Шатурський і отримали дуже широке поширення на території СРСР, значна кількість таких опор продовжує експлуатуватися. Зварні опори змішаного типу (кримського, ленінградського та інші) продовжували використовуватися до середини 1960-х років, в результаті вони були витіснені більш технологічними уніфікованими опорами болтової конструкціями.

Крім того, в післявоєнні роки в СРСР були споруджені перші лінії електропередачі 400 і 500 кВ ( мал.55). У них також позначився досвід, накопичений в період становлення електромережної галузі. Деякі загальні технічні рішення, застосовані при проектуванні цих ліній, обговорювалися ще на початку 1930-х років ( мал.54).

Підсумовуючи статтю, варто ще раз відзначити, що роки роботи товариства «Електропередача», і перші роки ГОЕЛРО, коли йшло активне будівництво ЛЕП, і проходили перевірку різні підходи і технічні рішення, були дуже важливі для накопичення безцінного досвіду проектування і спорудження високовольтних ліній, а також для підготовки кваліфікованих інженерних і технічних кадрів. Отриманий досвід став фундаментом для всього подальшого розвитку вітчизняних електричних мереж і для створення об'єднаної енергетичної системи.

література:

1. Інженер І.В. Лінде, «Довідкова книга для електротехніков'» 11-е видання, друга

державна друкарня, 1920 р

2. Кох, «Електропередача високої напруги», видавництво Бюро Іноземної Науки і

Техніки, Берлін, 1921 р

3. А.А. Смуров, «Електротехніка високої напруги і передача електричної енергії»,

друкарня ім. Бухаріна, Ленінград, 1925 р

4. В.Е.К. бюро по високих напруг, праці I всесоюзної конференції по електропередачі великих потужностей на великі відстані струмами надвисоких напруг, ДЕІ М-Л, 1932 р

5. Технічна Енциклопедія, глав. ред. Мартенс, тому 20, ОГИЗ РРФСР, Москва, 1933 р

6. Инж. В. В. Гульденбальк, Спорудження ліній електропередач високої напруги, ОНТИ НКТП СРСР, ДЕІ М-Л, 1934 р

7. Електротехнічний Довідник (підстанції та мережі високої напруги) під заг. ред.

інженера М.В. Хомякова, ДЕІ Москва-Ленинград, 1942 р

8. Електротехнічний Довідник (електричні установки високої напруги, підстанції, мережі та лінії електропередач) під заг. ред. інж. М.В. Хомякова, ДЕІ Москва-Ленинград, 1950 р

9. Лінії електропередач і підстанції 400 кВ, Оргенергострой, Куйбишев, 1958 р

Е.В.Старостін, «Мрії і щогли Шатурських романтиків»

Рис.43 - фотографія Дмитра Новоклімова

Опис презентації Опори повітряних ЛЕП Класифікація опор ЛЕП по слайдах

Класифікація опор ЛЕП Проміжні, на яких дроти закріплюються в підтримувальних затискачах. Анкерного типу, службовці для натягу проводів; на цих опорах дроти закріплюються в натяжних затисках. Проміжні прямі - на прямих ділянках ЛЕП. Провід закріплюються в затискачах на гірляндах, або дротяної в'язкою. Проміжні кутові - на кутах до 20 °. Анкерно-кутові - при великих кутах повороту. Спеціальні - транспозіціонние, відгалужувальні, перехідні.

МАТЕРІАЛ ОПОР ЛЕП Залізобетонні - з бетону, армованого металом. Для ліній 35- 110 к. В і вище зазвичай застосовують опори з центріфугірованного бетону. Металеві (гратчасті, багатогранні) - зі сталі спеціальних марок. З'єднання елементів зварюванням або болтами. Метал оцинковують або періодично фарбують спеціальними фарбами. Дерев'яні - в основному, соснові опори і рідше з модрини. Застосовують в Росії для ПЛ напругою до 220 к. В (в США -до 330 к. В).

Позначення опор Для металевих і залізобетонних опор ПЛ 35- 330 к. В в Росії прийнята наступна система позначень: П, ПС - проміжні опори ПВС- проміжні опори з внутрішніми зв'язками ПУ, ПУС -промежуточние кутові ПП - проміжні перехідні У, УС - анкерно- кутові К, КС - анкерно-кінцеві Cистема позначень іноді порушується заводами-виробниками.

Технологія виробництва дерев'яних опор 1. Сортування на лінії з електронним зчитувальних пристроїв. 2. Окорка на лінії, обладнаний корувальна верстатами, контроль якості обробки деревини і вибракування. 3. Просочення антисептиком. Просочування та сушіння в автоклавах способом «вакуум - тиск - вакуум». Глибина просочення не менше 85% заболоні. Фіксація просочення в деревині перегрітою парою. Довжина автоклавів-27, 0 м.; діаметр-2, 0 м; обсяг- 84, 78 куб. м.

Пропив ка і сушка д ре ве з іни Просочення антисептиком ССА (мідь, хром, миш'як), ТУ 5314 -002 -05020332 -2005 Термін служби в контакті з грунтом до 40 -45 років, Опори ЛЕП можна встановлювати безпосередньо в грунт без застосування залізобетонних приставок (пасинків).

Продуктивність сучасного цеху просочення до 200 опор в зміну (2 сушільниих і 2 просочувальних автоклава). Річний обсяг - до 120 000 опор. Стандартна довжина опор становить 6, 5 - 11 м. Ціна близько 50 -60 USD (шт). Відвантаження опор ЛЕП покупцям проводиться в піввагонах (норма навантаження до 4 вагонів на добу) або автомобільним транспортом (норма навантаження до 20 автомобілів добу).

Переваги дерев'яних опор Дерев'яні опори легше і дешевше залізобетонних на 40% Високі ізоляційні властивості деревини дозволяють знизити число ізоляторів на лініях 35 -110 к. В. Термін експлуатації дерев'яних опор досягає 45 років, що на 20% перевищує термін експлуатації залізобетонних опор Ефективна експлуатація ЛЕП в сейсмоактивних зонах. Дерев'яні опори добре працюють на вигин і не ламаються при великих вітрових і льодових навантаженнях. При падінні дерев'яних опор немає ефекту «доміно», так як пошкоджена опора утримується на проводах. Хімічний склад просочують речовин робить опори стійкими до вогню. Дерев'яні опори мають виключно високі діелектричні властивості.

Багатогранні конічні опори (МКО ЛЕП) Опори представляють собою багатогранну конічну конструкцію, виготовлену із сталевого листа. Опора може складатися з однієї, двох і більше секцій. Довжина секції - до 16 метрів. Зазвичай, для зручності транспортування, використовуються секції довжиною до 11, 5 м, З'єднання секцій між собою можливо як фланцеве, так і безфланцевое (телескопічне). Висота опор: до 40 метрів і більше. Товщина стінки: від 3 до 12 мм. Діаметр опор: до 2 метрів.

Установка опор багатогранних металевих опор У грунт опори встановлюються або безпосередньо в пробурену свердловину, або кріпляться на фланцях до залізобетонному фундаменту. Велика розмаїтість типорозмірів багатогранних металевих опор дозволяє застосовувати їх в електроенергетиці (ВЛ 6 -35 к. В), на залізничному транспорті і т. Д.

Переваги МКО ЛЕП Надійність. Багатогранні конічні опори значно надійніше ж / б і ґратчастих, особливо в складних ожеледно-вітрових умовах. В аварійному режимі багатогранна сталева опора витримує навантаження в 2 -3 рази більше, ніж ж / б опора. Адаптивність. Багатогранні опори, які складають типовий ряд можуть бути легко модифіковані шляхом збільшення або зменшення висоти, товщини стінки, діаметра і т. Д. Транспортабельность. Багатогранні опори в кілька разів легше бетонних і ґратчастих. Проміжна опора ВЛ-35 важить близько 1 т., Аналогічна ж / б - 4 т., Решітчаста - 2 т. Зручність монтажу. Мала вага і високий ступінь заводської готовності дозволяють встановлювати опору за кілька годин. Довговічність. Термін служби багатогранних опор (50 років) в два рази вище, ніж у ж / б опор. Економічність. Капітальні витрати на спорудження 1 км ЛЕП на 25 - 50% нижче, ніж при використанні ж / б і ґратчастих опор. При цьому ефект вище при спорудженні ЛЕП у віддалених і складних регіонах.

Термін служби залізобетонних і металевих оцинкованих або періодично офарблюваних опор досягає 50 років і більше. Вартість металевих і залізобетонних опор значно перевищує вартість дерев'яних опор. Вибір того чи іншого матеріалу для опор обумовлюється економічними міркуваннями, а також наявністю відповідного матеріалу в районі споруди лінії.

Розташування проводів на опорі горизонтальне - в один ярус, вертикальне - один над іншим в два-три яруси, з заважали - вертикально розміщені проводи зміщені один щодо одного по горизонталі, "трикутник" - на одноланцюгових опорах, "зигзаг" - на проміжних опорах одноколових ВЛ; висота підвісу нижніх проводів збільшується в середньому на половину відстані між нижньою і верхньою траверсами, що дозволяє збільшити проліт між опорами.

Опори одноланцюгових ПЛ 6 -220 к. В розраховані на підвіску трьох фазних проводів. На опорах двоколових ВЛ підвішують дві паралельно йдуть ланцюга. На опорах ПЛ з розщепленими фазами (330 к. В і вище) підвішується кілька проводів на фазу для усунення появи "корони", що створює додаткові активні втрати і радіоперешкоди. При необхідності над фазними проводами підвішується один або кілька грозащітних тросів.

ВЛ до 1 к. В - підвішують від 2-х до 5-і проводів (однофазні та трифазні ЛЕП), ВЛ 6 -220 к. В - по одному дроту на фазу, ВЛ 330 к. В - два дроти (на фазу) горизонтально, ВЛ 500 к. В - три дроти по вершинах трикутника, ВЛ 750 к. В - чотири або п'ять проводів, ВЛ 1150 к. В - вісім проводів.

Маркування проводів Неізольовані дроти. М - провід, що складається з однієї або скручений з декількох мідних дротів. А - провід, скручений з декількох алюмінієвих дротів. ПСО і ПС - дроти, виготовлені зі сталі, відповідно однодротяний і багатодротяний. В марці проводу вказується і його номінальне перетин. Наприклад, А-50 означає алюмінієвий провід 50 мм². Для сталевих однодротових проводів в марці вказують діаметр проводу. Так, ПСО-5 означає однодротяний сталевий дріт діаметром 5 мм

- АС - провід, що складається з сталевого сердечника і алюмінієвих дротів (набув найбільшого поширення). - АСКС - провід марки АС, але межпроволочное простір сталевого сердечника, включаючи його зовнішню поверхню, заповнене нейтральній мастилом підвищеної нагрівостійкості. - АСКП - провід марки АС, але межпроволочное простір всього проводу, за винятком зовнішньої поверхні, заповнене нейтральній мастилом підвищеної нагрівостійкості. - АСУ - сталеалюмініевие дроти з посиленим сталевим сердечником. - АСО - сталеалюмініевие дроти з полегшеним сталевим сердечником.

Ізольовані проводи Самонесущий ізольований провід (СІП) - багатожильний провід, що містить ізольовані жили і несучий елемент, призначений для кріплення або підвіски проводу. Струмовідні жили з мідного або алюмінієвого дроту. Ізолююча оболонка з гуми або ПХВ пластикату. Захисні покриви проводів з гумовою ізоляцією у вигляді обплетення з волокнистих матеріалів, просоченої протівогнілостним складом. Провід з ПВХ-ізоляцією зазвичай виготовляють без захисних покривів. Застосовують також металеві захисні оболонки для захисту від механічних пошкоджень. Захищений провід - провід з екструдованої полімерної захисної ізоляцією поверх струмопровідної жили (виключається коротке замикання між проводами при схлестиваніі і знижується ймовірність замикання на землю).

Дерев'яна анкерно-кутова опора ВЛ 10 к. В на дерев'яних пасинках