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

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

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

Расстояние между опорами (ЛЭП) называется пролетом , а расстояние между опорами анкерного типа - анкерованным участком (рис. 1).

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

Рис. 1. Схема анкерованного участка воздушной линии

Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках линии. На промежуточных опорах с подвесными изоляторами провода закрепляются в поддерживающих гирляндах, висящих вертикально, на промежуточных опорах со штыревыми изоляторами закрепление проводов производится проволочной вязкой. В обоих случаях промежуточные опоры воспринимают горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и на опору и вертикальные - от веса проводов, изоляторов и собственного веса опоры.

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

Промежуточные угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии с подвеской проводов в поддерживающих гирляндах. Помимо нагрузок, действующих на промежуточные прямые опоры, промежуточные и анкерные угловые опоры воспринимают также нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов.

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

Рис. 2. Промежуточные опоры ВЛ

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

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

Рис. 3. Опоры ВЛ анкерного типа

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

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

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

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

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

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

Описание презентации Опоры воздушных ЛЭП Классификация опор ЛЭП по слайдам

Классификация опор ЛЭП Промежуточные, на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах. Анкерного типа, служащие для натяжения проводов; на этих опорах провода закрепляются в натяжных зажимах. Промежуточные прямые — на прямых участках ЛЭП. Провода закрепляются в зажимах на гирляндах, либо проволочной вязкой. Промежуточные угловые — на углах до 20°. Анкерно–угловые — при больших углах поворота. Специальные — транспозиционные, ответвительные, переходные.

МАТЕРИАЛ ОПОР ЛЭП Железобетонные - из бетона, армированного металлом. Для линий 35- 110 к. В и выше обычно применяют опоры из центрифугированного бетона. Металлические (решетчатые, многогранные) - из стали специальных марок. Соединения элементов сваркой или болтами. Металл оцинковывают или периодически окрашивают специальными красками. Деревянные — в основном, сосновые опоры и реже из лиственницы. Применяют в России для ВЛ напряжением до 220 к. В (в США –до 330 к. В).

Обозначения опор Для металлических и железобетонных опор ВЛ 35- 330 к. В в России принята следующая система обозначений: П, ПС — промежуточные опоры ПВС- промежуточные опоры с внутренними связями ПУ, ПУС -промежуточные угловые ПП — промежуточные переходные У, УС — анкерно-угловые К, КС – анкерно-концевые Cистема обозначений иногда нарушается заводами-изготовителями.

Технология производства деревянных опор 1. Сортировка на линии с электронным считывающим устройством. 2. Окорка на линии, оборудованный окорочными станками, контроль качества обработки древесины и выбраковка. 3. Пропитка антисептиком. Пропитка и сушка в автоклавах способом «вакуум – давление – вакуум» . Глубина пропитки не менее 85% заболони. Фиксация пропитки в древесине перегретым паром. Длина автоклавов-27, 0 м. ; диаметр-2, 0 м; объем- 84, 78 куб. м.

Пропит ка и сушка д ре ве с ины Пропитка антисептиком ССА (медь, хром, мышьяк), ТУ 5314 -002 -05020332 -2005 Срок службы в контакте с почвой до 40 -45 лет, Опоры ЛЭП можно устанавливать непосредственно в грунт без применения железобетонных приставок (пасынков).

Производительность современного цеха пропитки до 200 опор в смену (2 сушильныых и 2 пропиточных автоклава). Годовой объем – до 120 000 опор. Стандартная длина опор составляет 6, 5 – 11 м. Цена порядка 50 -60 USD(шт). Отгрузка опор ЛЭП покупателям производится в полувагонах (норма погрузки до 4 вагонов в сутки) или автомобильным транспортом (норма погрузки до 20 автомобилей сутки).

Преимущества деревянных опор Деревянные опоры легче и дешевле железобетонных на 40 % Высокие изоляционные свойства древесины позволяют снизить число изоляторов на линиях 35 -110 к. В. Срок эксплуатации деревянных опор достигает 45 лет, что на 20% превышает срок эксплуатации железобетонных опор Эффективна эксплуатация ЛЭП в сейсмоактивных зонах. Деревянные опоры хорошо работают на изгиб и не ломаются при больших ветровых и ледовых нагрузках. При падении деревянных опор нет эффекта «домино», так как повреждённая опора удерживается на проводах. Химический состав пропитывающих веществ делает опоры устойчивыми к огню. Деревянные опоры имеют исключительно высокие диэлектрические свойства.

Многогранные конические опоры (МКО ЛЭП) Опоры представляют собой многогранную коническую конструкцию, изготовленную из стального листа. Опора может состоять из одной, двух и более секций. Длина секции – до 16 метров. Обычно, для удобства транспортировки, используются секции длиной до 11, 5 м, Соединение секций между собой возможно как фланцевое, так и безфланцевое (телескопическое). Высота опор: до 40 метров и более. Толщина стенки: от 3 до 12 мм. Диаметр опор: до 2 метров.

Установка опор многогранных металлических опор В грунт опоры устанавливаются либо непосредственно в пробуренную скважину, либо крепятся на фланцах к железобетонному фундаменту. Большое разнообразие типоразмеров многогранных металлических опор позволяет применять их в электроэнергетике (ВЛ 6 -35 к. В) , на железнодорожном транспорте и т. д.

Преимущества МКО ЛЭП Надежность. Многогранные конические опоры значительно надежнее ж/б и решетчатых, особенно в сложных гололедно-ветровых условиях. В аварийном режиме многогранная стальная опора выдерживает нагрузки в 2 -3 раза больше, чем ж/б опора. Адаптивность. Многогранные опоры, составляющие типовой ряд могут быть легко модифицированы путем увеличения или уменьшения высоты, толщины стенки, диаметра и т. д. Транспортабельность. Многогранные опоры в несколько раз легче бетонных и решетчатых. Промежуточная опора ВЛ-35 весит около 1 т. , аналогичная ж/б – 4 т. , решетчатая – 2 т. Удобство монтажа. Малый вес и высокая степень заводской готовности позволяют устанавливать опору за несколько часов. Долговечность. Срок службы многогранных опор (50 лет) в два раза выше, чем у ж/б опор. Экономичность. Капитальные затраты на сооружение 1 км ЛЭП на 25 – 50% ниже, чем при использовании ж/б и решетчатых опор. При этом эффект выше при сооружении ЛЭП в отдаленных и сложных регионах.

Срок службы железобетонных и металлических оцинкованных или периодически окрашиваемых опор достигает 50 лет и более. Стоимость металлических и железобетонных опор значительно превышает стоимость деревянных опор. Выбор того или иного материала для опор обусловливается экономическими соображениями, а также наличием соответствующего материала в районе сооружения линии.

Расположение проводов на опоре горизонтальное - в один ярус, вертикальное - один над другим в два-три яруса, с мешанное - вертикально расположенные провода смещены один относительно другого по горизонтали, “ треугольник” - на одноцепных опорах, “ зигзаг” — на промежуточных опорах одноцепных ВЛ; высота подвеса нижних проводов увеличивается в среднем на половину расстояния между нижней и верхней траверсами, что позволяет увеличить пролёт между опорами.

Опоры одноцепных ВЛ 6 -220 к. В рассчитаны на подвеску трёх фазных проводов. На опорах двухцепных ВЛ подвешивают две параллельно идущие цепи. На опорах ВЛ с расщеплёнными фазами (330 к. В и выше) подвешивается несколько проводов на фазу для устранения появления “короны”, создающей дополнительные активные потери и радиопомехи. При необходимости над фазными проводами подвешивается один или несколько грозащитных тросов.

ВЛ до 1 к. В — подвешивают от 2 -х до 5 -и проводов (однофазные и трехфазные ЛЭП), ВЛ 6 -220 к. В — по одному проводу на фазу, ВЛ 330 к. В — два провода (на фазу) горизонтально, ВЛ 500 к. В — три провода по вершинам треугольника, ВЛ 750 к. В — четыре или пять проводов, ВЛ 1150 к. В — восемь проводов.

Маркировка проводов Неизолированные провода. М - провод, состоящий из одной или скрученный из нескольких медных проволок. А - провод, скрученный из нескольких алюминиевых проволок. ПСО и ПС - провода, изготовленные из стали, соответственно однопроволочный и многопроволочный. В марке провода указывается и его номинальное сечение. Например, А-50 означает алюминиевый провод 50 мм². Для стальных однопроволочных проводов в марке указывают диаметр провода. Так, ПСО-5 означает однопроволочный стальной провод диаметром 5 мм

– АС - провод, состоящий из стального сердечника и алюминиевых проволок (получил наибольшее распространение). – АСКС - провод марки АС, но межпроволочное пространство стального сердечника, включая его наружную поверхность, заполнено нейтральной смазкой повышенной нагревостойкости. – АСКП - провод марки АС, но межпроволочное пространство всего провода, за исключением наружной поверхности, заполнено нейтральной смазкой повышенной нагревостойкости. – АСУ - сталеалюминиевые провода с усиленным стальным сердечником. – АСО - сталеалюминиевые провода с облегчённым стальным сердечником.

Изолированные провода Самонесущий изолированный провод(СИП) — многожильный провод, содержащий изолированные жилы и несущий элемент, предназначенный для крепления или подвески провода. Токоведущие жилы из медной или алюминиевой проволоки. Изолирующая оболочка из резины или ПХВ пластиката. Защитные покровы проводов с резиновой изоляцией в виде оплётки из волокнистых материалов, пропитанной противогнилостным составом. Провода с ПВХ-изоляцией обычно изготовляют без защитных покровов. Применяют также металлические защитные оболочки для защиты от механических повреждений. Защищённый провод — провод с экструдированной полимерной защитной изоляцией поверх токопроводящей жилы (исключается короткое замыкание между проводами при схлестывании и снижается вероятность замыкания на землю).

Деревянная анкерно-угловая опора ВЛ 10 к. В на деревянных пасынках

Опоры воздушных линий электропередач

Воздушные линии напряжением 0,4-35 кВ

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

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

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

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

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

Классификация железобетонных опор ВЛ

По назначению

Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках трассы ВЛ, предназначены только для поддержания проводов и тросов и не рассчитаны на нагрузки направленные вдоль линии электропередачи. Как правило общее число промежуточных опор составляют 80 - 90 % от всех опор ЛЭП.

Анкерные опоры применяются на прямых участках трассы ВЛ в местах перехода через инженерные сооружения или естественные преграды для ограничения анкерного пролета, а также в местах изменения числа, марок и сечений проводов линии электропередачи. Анкерная опора воспринимает нагрузку от разности тяжения проводов и тросов, направленную вдоль ЛЭП. Конструкция анкерных железобетонных опор ВЛ отличается повышенной прочностью. Это обеспечивается, в том числе, применением в опоре железобетонных стоек повышенной прочности.

Угловые опоры рассчитаны на эксплуатацию в местах изменения направления трассы ВЛ, воспринимают результирующую нагрузку от тяжения проводов и тросов смежных межопорных пролетов. При небольших углах поворота (15 - 30°), где нагрузки невелики, применяют угловые промежуточные опоры. При углах поворота более 30° используют угловые анкерные опоры, которые имеют более прочную конструкцию и анкерное крепление проводов.

Концевые опоры являются разновидностью анкерных и устанавливаются в конце и начале линии электропередачи, рассчитаны на нагрузку от одностороннего тяжения всех проводов и тросов.

Специальные опоры применяются для выполнения специальных задач: транспозиционные - для изменения порядка расположения проводов на опорах; переходные - для перехода линии электропередачи через инженерные сооружения или естественные преграды; ответвительные - для устройства ответвлений от магистральной линии электропередачи; противоветровые - для усиления механической прочности участка ЛЭП; перекрестные - при пересечении воздушных ЛЭП двух направлений.

По конструкции

Портальные железобетонные опоры ВЛ с оттяжками

Портальные свободностоящие опоры с внутренними связями

Одно-, двух-, трех- и многостоечные свободностоящие опоры

Одно-, двух-, трех- и многостоечные опоры с оттяжками

По количеству цепей

Одноцепные

Двухцепные

Многоцепные

Опоры ВЛ делятся на анкерные и промежуточные . Опо­ры этих двух основных групп различаются способом под­вески проводов. На промежуточных опорах провода подве­шиваются с помощью поддерживающих гирлянд изолято­ров. Опоры анкерного типа служат для натяжения проводов, на этих опорах провода подвешива­ются с помощью подвесных гирлянд. Расстояние между промежуточными опорами называется промежуточным про­летом или просто пролетом, а расстояние между анкерны­ми опорами - анкерным пролетом.

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

В наихудших условиях находятся концевые анкерные опоры, устанавливаемые при выходе линии с электростан­ции или на подходах к подстанции. Эти опоры испытывают одностороннее тяжение всех проводов со стороны линии, так как тяжение проводов со стороны портала подстанции незначительно.

2. Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках ВЛ для поддержания провода в анкерном пролете. Промежуточная опора дешевле и проще в изго­товлении, чем анкерная, так как благодаря одинаковому тяжению проводов по обеим сторонам она при необорван­ных проводах, т. е. в нормальном режиме, не испытывает усилий вдоль линии. Промежуточные опоры составляют не менее 80-90 % общего числа опор ВЛ.

3. Угловые опоры устанавливают в точках поворота линии.

Кроме нагрузок, воспринимаемых промежуточными прямыми опорами, на угловые опоры действуют также нагрузки от поперечных состав­ляющих тяжения проводов и тросов. Чаще всего при углах поворота линий до 20° применяют угловые опоры анкер­ного типа (см. рис. 1.). При углах поворота линии элек­тропередачи более 20° вес промежуточных угловых опор значительно возрастает.

Рис. 1. Схема анкерного пролета ВЛ и пролета пересечения с желез­ной дорогой.

4. Деревянные опоры широко применяют на ВЛ до 110кВ включительно. Разработаны деревянные опоры также и для ВЛ 220 кВ, но они не нашли широкого распространения. Достоинства этих опор - малая стоимость (в районах, располагающих лесными ресурсами) и простота изготовления. Недостаток - подверженность древесины гниению, особенно в месте соприкосновения с почвой. Эффективное средство против гниения - пропитка специальными антисептиками.

Опоры делают в большинстве случаев составными. Нога опоры состоит из двух частей длинной (стойки) и короткой (пасынка). Пасынок соединяют со стойкой двумя бандажами из стальной проволоки. Анкерные и промежуточные угловые опоры для ВЛ 6-10 кВ выполняются в виде А-образной конструкции.

Промежуточная опора представляет собой портал, имеющий две стойки с ветровыми связями и горизонтальную траверсу. Анкерные угловые опоры для В Л 35-110 кВ выполняются в виде пространственных А-П-образных конструкций.

5. Металлические опоры (стальные), применяемые на линиях электропередачи напряжением 35 кВ и выше , достаточно металлоемкие и требуют окраски в процессе эксплуатации для защиты от коррозии. Устанавливают металлические опоры на железобетонных фундаментах. Наиболее распространенная конструкция опоры 500 кВ - портал на оттяжках (рис.2). Для линии 750 кВ применяются как портальные опоры на оттяжках, так и V-образные опоры типа «Набла» с расщепленными оттяжками. Для использования на линиях 1150 кВ в кон­кретных условиях разработан ряд конструкций опор - пор­тальные, V-образные, с вантовой траверсой. Основным ти­пом промежуточных опор для линий 1150 кВ являются V-образные опоры на оттяжках с горизонтальным распо­ложением проводов (рис.2). Линию постоянного тока напряжением 1500 (±750) кВ Экибастуз-Центр проекти­руют на металлических опорах (рис.2).

Рис.2. Металлические опоры:

а - промежуточная одноцепная на оттяжках 500 кВ; б - промежуточная V-образная 1150 кВ; в - промежуточная опора ВЛ постоянного тока 1500 кВ; г - элементы пространственных решетчатых конструкций

6. Железобетонные опоры долговечнее деревянных, требу­ют меньше металла, чем металлические, просты в обслуживании и поэтому широко применяются на ВЛ до 500 кВ включительно. Проведена унификация конструкций металли­ческих и железобетонных опор для ВЛ 35-500 кВ. В ре­зультате сокращено число типов и конструкций опор и их деталей. Это позволило серийно производить опоры на за­водах, что ускорило и удешевило сооружение линий.

Типы опор

Воздушные линии электропередачи. Опорные конструкции.

Опоры и фундаменты на воздушные линии электропередач напряжением 35-110 кВ имеют значительный удельный вес как в части материалоёмкости, так и в стоимостном отношении. Достаточно сказать, что стоимость смонтированных опорных конструкций на этих воздушных линиях составляет, как правило, 60-70 % полной стоимости сооружения воздушных линий электропередач. Для линий, расположенных на промышленных предприятиях и непосредственно прилегающих к ним территориях, этот процент может быть ещё выше.

Опоры воздушной линии предназначены для поддержания проводов линий на определённом расстоянии от земли, обеспечивающем безопасность людей и надёжную работу линии.

Опоры воздушных линий электропередач делятся на анкерные и промежуточные. Опоры этих двух групп различаются способом подвески проводов.

Анкерные опоры полностью воспринимают тяжение проводов и тросов в смежных с опорой пролётах, т.е. служат для натяжения проводов. На этих опорах провода подвешиваются с помощью подвесных гирлянд. Опоры анкерного типа могут быть нормальной и облегчённой конструкции. Анкерные опоры значительно сложнее и дороже промежуточных и поэтому число их на каждой линии должно быть минимальным.

Промежуточные опоры не воспринимают тяжение проводов или воспринимают его частично. На промежуточных опорах провода подвешиваются с помощью поддерживающих гирлянд изоляторов, рис. 1.

Рис. 1. Схема анкерного пролёта воздушной линии и пролёта пересечения с железной дорогой

На базе анкерных опор могут выполняться концевые и транспозиционные опоры. Промежуточные и анкерные опоры могут бытьпрямыми и угловыми .

Концевые анкерные опоры, устанавливаемые при выходе линии с электростанции или на подходах к подстанции, находятся в наихудших условиях. Эти опоры испытывают одностороннее тяжение всех проводов со стороны линии, так как тяжение со стороны портала подстанции незначительно.

Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках воздушных линий электропередач для поддержания проводов. Промежуточная опора дешевле и проще в изготовлении, чем анкерная, так как в нормальном режиме не испытывает усилий вдоль линии. Промежуточные опоры составляют не менее 80-90 % общего числа опор воздушных линий.

Угловые опоры устанавливаются в точках поворота линии. При углах поворота линии до 20 о применяют угловые опоры анкерного типа. При углах поворота линии электропередачи более 20 о – промежуточные угловые опоры.

К основным элементам воздушных линий электропередач относятся: провода, траверсы, изоляторы, арматура, опоры, грозозащитные тросы, разрядники, заземление, секционирующие устройства, волоконно-оптические линии связи (в виде отдельных самонесущих кабелей, либо встроенные в грозозащитный трос, силовой провод), вспомогательное оборудование для нужд эксплуатации (аппаратура высокочастотной связи, ёмкостного отбора мощности и др.), а также элементы маркировки высоковольтных проводов и опор ЛЭП для обеспечения безопасности полётов воздушных судов(опоры маркируются сочетанием красок определённых цветов, провода авиационными шарами для обозначения в дневное время, для обозначения в дневное и ночное время суток применяются огни светового ограждения).

Виды и классификация опор ЛЭП

Опоры ЛЭП предназначены для сооружений линий электропередач и являются одним из ее главных конструктивных элементов, отвечающим за крепление и подвеску электрических проводов на определённом уровне.

В зависимости от способа подвески проводов опоры делятся на две основные группы:

• § опоры промежуточные, на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах;
• § опоры анкерного типа, служащие для натяжения проводов; на этих опорах провода закрепляются в натяжных зажимах.
• § Эти виды опор делятся на типы, имеющие специальное назначение.
• § Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках линии. На промежуточных опорах с подвесными изоляторами провода закрепляются в поддерживающих гирляндах, висящих вертикально; на опорах со штыревыми изоляторами закрепление проводов производится проволочной вязкой.

Рисунок 4. Схема анкерованного участка воздушной линии

• § В обоих случаях промежуточные опоры воспринимают горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и на опору и вертикальные -- от веса проводов, изоляторов и собственного веса опоры.
• § Промежуточные угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии с подвеской проводов в поддерживающих гирляндах. Помимо нагрузок, действующих на промежуточные прямые опоры, промежуточные и анкерно-угловые опоры воспринимают также нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов. При углах поворота линии электропередачи более 20° вес промежуточных угловых опор значительно возрастает. При больших углах поворота устанавливаются анкерно угловые опоры.

При установке анкерных опор на прямых участках трассы и подвеске проводов с обеих сторон от опоры с одинаковыми тяжениями горизонтальные продольные нагрузки от проводов уравновешиваются и анкерная опора работает так же, как и промежуточная, то есть воспринимает только горизонтальные поперечные и вертикальные нагрузки. В случае необходимости провода с одной и с другой стороны от опоры можно натягивать с различным тяжением проводов. В этом случае, кроме горизонтальных поперечных и вертикальных нагрузок, на опору будет воздействовать горизонтальная продольная нагрузка.

При установке анкерных опор на углах анкерно-угловые опоры воспринимают нагрузку также от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов.

Рисунок 5. Анкерно-угловая опора многоцепной линии

Концевые опоры устанавливаются на концах линии. От этих опор отходят провода, подвешиваемые на порталах подстанций.

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

На линиях электропередач применяются деревянные, стальные и железобетонные опоры. Разработаны также опытные конструкции из алюминиевых сплавов.

Сталь является основным материалом, из которого изготавливаются металлические опоры и различные детали (траверсы, тросостойки, оттяжки) опор. Достоинством стальных опор по сравнению с железобетонными является их высокая прочность при малой массе.

По конструктивному решению ствола стальные опоры могут быть отнесены к двум основным схемам -- башенным (одностоечным) и портальным, по способу закрепления на фундаментах -- к свободностоящим опорам и опорам на оттяжках, по способу соединения элементов разделяются на сварные и болтовые.

Опоры изготавливаются из стального уголкового проката, причем в подавляющем большинстве случаев применяется равнобокий уголок, высокие переходные опоры могут быть изготовлены из стальных труб.

В СНГ насчитывается несколько основных центров производства стальных конструкций опор ЛЭП -- центральный, уральский и сибирский

Классификация опор ЛЭП

Опоры линий электропередач подразделяются по следующим критериям.

По назначению:

• § Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках трассы ВЛ, предназначены только для поддержания проводов и тросов и не рассчитаны на нагрузки от тяжения проводов вдоль линии. Обычно составляют 80--90 % всех опор ВЛ.
• § Угловые опоры устанавливаются на углах поворота трассы ВЛ, при нормальных условиях воспринимают равнодействующую сил натяжения проводов и тросов смежных пролётов, направленную по биссектрисе угла, дополняющего угол поворота линии на 180°. При небольших углах поворота (до 15--30°), где нагрузки невелики, используют угловые промежуточные опоры. Если углы поворота больше, то применяют угловые анкерные опоры, имеющие более жёсткую конструкцию и анкерное крепление проводов.
• § Анкерные опоры устанавливаются на прямых участках трассы для перехода через инженерные сооружения или естественные преграды, воспринимают продольную нагрузку от тяжения проводов и тросов. Их конструкция отличается жесткостью и прочностью.
• § Концевые опоры -- разновидность анкерных и устанавливаются в конце или начале линии. При нормальных условиях работы ВЛ они воспринимают нагрузку от одностороннего натяжения проводов и тросов.
• § Специальные опоры: транспозиционные -- для изменения порядка расположения проводов на опорах; ответвлительные -- для устройства ответвлений от магистральной линии; перекрёстные -- при пересечении ВЛ двух направлений; противоветровые -- для усиления механической прочности ВЛ; переходные -- при переходах ВЛ через инженерные сооружения или естественные преграды.

По способу закрепления в грунте

• § Опоры, устанавливаемые непосредственно в грунт
• § Опоры, устанавливаемые на фундаменты

По конструкции

• § Свободностоящие опоры
• § Опоры с оттяжками
• а) промежуточная одноцепная на оттяжках 500 кВ
• б) промежуточная свободностоящая опора

По количеству цепей

• § Одноцепные
• § Двухцепные
• § Многоцепные

Рисунок 6. Металлические опоры

По напряжению

Опоры подразделяются на опоры для линий 0,4, 6, 10, 35, 110, 220, 330, 500, 750 кВ. Отличаются эти группы опор размерами и весом. Чем больше напряжение, тем выше опоры, длиннее её траверсы и больше её вес. Увеличение размеров опоры вызвано необходимостью получения нужных расстояний от провода до тела опоры и до земли, соответствующих ПУЭ для различных напряжений линий.

По материалу изготовления

• § Железобетонные -- выполняют из бетона, армированного металлом. Для линий 35--110 кВ и выше обычно применяют опоры из центрифугированного бетона. Достоинством железобетонных опор является их стойкость в отношении коррозии и воздействия химических реагентов, находящихся в воздухе.
• § Металлические -- выполняют из стали специальных марок. Отдельные элементы соединяют сваркой или болтами. Для предотвращения окисления и коррозии поверхность металлических опор оцинковывают или периодически окрашивают специальными красками.

Рисунок 7. Железобетонная опора ЛЭП

Рисунок 8. Металлическая опора ЛЭП

• § Метталлические опоры в свою очередь подразделяются на:
• § Металлические решётчатые опоры
• § Металлические многогранные опоры
• § Деревянные -- выполняют из круглых брёвен. Наиболее распространены сосновые опоры и несколько меньше опоры из лиственницы. Деревянные опоры применяют для линий напряжением до 220 кВ включительно в СНГ и до 345 кВ в США. Основные достоинства этих опор -- малая стоимость (при наличии местной древесины) и простота изготовления. Основной недостаток -- гниение древесины, особенно интенсивное в месте соприкосновения опоры с почвой. Пропитка древесины специальным антисептиками увеличивает срок её службы с 4--6 до 15--25 лет. Для увеличения срока службы деревянную опору обычно выполняют не из целого бревна, а составной: из более длинной основной стойки и короткого стула, пасынка, или железобетонной стойки. Стул скрепляют с основной стойкой при помощи проволочного бандажа. Широко применяют составные деревянные опоры с железобетонными стульями. Деревянные опоры выполняют А-образными или П-образными. П-образная конструкция является более устойчивой, но требует больших капиталовложений из-за повышенного расхода материала по сравнению с А-образной.

Рисунок 9. П-образная деревянная опора ЛЭП

Срок службы железобетонных и металлических оцинкованных или периодически окрашиваемых опор достигает 50 лет и более. Стоимость металлических и железобетонных опор значительно превышает стоимость деревянных опор. Выбор того или иного материала для опор обусловливается экономическими соображениями, а также наличием соответствующего материала в районе сооружения линии.

На основании многолетней практики строительства, проектирования и эксплуатации ВЛ определяются наиболее целесообразные и экономичные типы и конструкции опор для соответствующих климатических и географических районов и проводится их унификация.

Опоры ЛЭП - это конструкции, которые служат для поддерживания над земной поверхностью проводов под напряжением и грозозащитных тросов. Они бывают различных форм и размеров. Опоры могут быть железобетонными, деревянными, металлическими или даже из композитных материалов. Основные элементы опоры линий электропередачи - стойки, фундаменты, траверсы (перекладины на которых держатся провода), часто используются также тросостойки и оттяжки.

АНКЕРНЫЕ ОПОРЫ ЛЭП
Различают анкерные и промежуточные опоры линий электропередачи. Прочная конструкция анкерных опор выдерживает значительные усилия от натяжения проводов; анкерные опоры линий электропередачи устанавливают в начале и в конце ЛЭП, на поворотах, при пересечении ЛЭП через небольшие речки, железные дороги, автодороги и мосты.
Разновидность анкерных опор - переходные опоры применяют при пересечении ЛЭП рек и прочих крупных преград. Именно переходные опоры несут самые большие нагрузки и сами могут достигать высоты 300 метров! Эти опоры являются самыми тяжёлыми и высокими из всех опор ЛЭП, нередко их окрашивают в яркие цвета, например, часто встречаются красно-белые опоры, применяют и оранжевый, серый и другие цвета. Подробнее о переходных опорах- см. соответствующий очерк http://io.ua/s73072.

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ОПОРЫ ЛЭП
Промежуточные опоры имеют менее прочную конструкцию, чем анкерные; они обычно служат для поддержания проводов и тросов на прямых участках трассы ЛЭП. Большинство опор на трассах - промежуточные. Как правило, промежуточную опору, можно отличить от анкерной по такому признаку: если гирлянды изоляторов свисают перпендикулярно к земной поверхности, значит опора промежуточная. А на анкерных опорах провода закрепляются в зажимах натяжных гирлянд, эти гирлянды являются как бы продолжением линии и находятся к поверхности земли под острым углом, а иногда почти параллельно.
Также опоры линий электропередачи подразделяют на:
- транспозиционные (для изменения порядка расположения фаз),
- ответвительные,
- перекрёстные,
- повышенные, пониженные и др.
По числу подвешиваемых проводов (цепей) опоры разделяют на одно- и многоцепные; по конструкции - на одностоечные, А- и АП-образные, П-образные, V-образные (например, типа «Набла»), типа «рюмка» и др.

ДЕРЕВЯННЫЕ ОПОРЫ ЛЭП
Сегодня применяют, в основном, железобетонные и металлические опоры линий электропередач. Деревянные опоры линий электропередачи устанавливали на ЛЭП напряжением до 220 кВ. На изготовление опор линий электропередач обычно шли сосновые и лиственничные столбы, пропитанные противогнилостным составом (антисептиком). Часто деревянные опоры укрепляли на железобетонных приставках (пасынках) или сваях. Деревянные опоры линий электропередачи были дёшевы, сравнительно просты в изготовлении и надёжны в эксплуатации. Первая крупная советская ЛЭП - Каширская ГРЭС - Москва - напряжением 110 кВ и протяжённостью 120 км была сооружена именно на деревянных опорах. Сегодня ЛЭП с деревянными опорами уже не строят.

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ОПОРЫ ЛЭП
Более высокую механическую прочность имеют железобетонные опоры линий электропередачи, конструкции которых были разработаны в СССР в 1933-м году. Однако из-за отсутствия индустриальной базы, массовое применение их на строительстве ЛЭП всех напряжений началось лишь в 1955 году. Преимущества железобетонных опор линий электропередачи - простота конструкции и технологичность заводского изготовления. Такие опоры линий электропередачи обычно кольцевого или прямоугольного сечения, их изготовляют в основном из предварительно напряженного железобетона.
Наиболее распространены промежуточные одностоечные железобетонные опоры линий электропередачи с металлическими траверсами, которые устанавливают непосредственно в грунте. Кроме того, на ЛЭП напряжением 110-500 кВ широко применяли промежуточные и анкерно-угловые железобетонные опоры линий электропередачи с оттяжками.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ОПОРЫ ЛЭП
Металлические опоры линий электропередачи обладают меньшей, чем железобетонные, массой и высокой механической прочностью. Это позволяет создавать опоры значительной высоты, рассчитанные на большие нагрузки. Их применяют на ЛЭП всех напряжений, часто в сочетании с железобетонными промежуточными опорами. Металлические опоры линий электропередачи незаменимы на линиях с большими нагрузками (например, на переходах).
Металлические опоры линий электропередачи изготовляют в основном из стали, в отдельных случаях из алюминиевых сплавов. По способу изготовления металлические опоры линий электропередачи делят на сварные, поступающие с заводов в виде готовых секций, и болтовые, которые собирают на трассе из отдельных элементов (раскосов, стержней, поясов) на болтах.
Опоры из металла делятся на две обширные группы - решётчатые и МГС (многогранные гнутые стойки). Если первые всем хорошо известны, то МГС только начинают получать распространение в странах СНГ. Много полезной информации об этих опорах можно узнать на сайте www.energobud.com.ua
По напряжению ЛЭП, в пределах СНГ, разделяют на 35 кВ,110 кВ, 154кВ (150кВ), 220кВ, 330 кВ, 400кВ, 500кВ, 750кВ, 800кВ,1150кВ и 1500 кВ. Большинство всех ЛЭП в мире работают на переменном токе, но есть и линии, работающие на постоянном, к примеру, ЛЭП постоянного тока Волгоград-Донбасс (об этих линиях электропередачи можно прочитать тут http://io.ua/s91331).

КЛАССЫ НАПРЯЖЕНИЯ ЛЭП
Точно определить напряжение в ЛЭП неспециалисту бывает трудно, но, как правило, это можно сделать простым способом - посчитать, сколько изоляторов в гирлянде подвешено на траверсе. Так ЛЭП 35 кВ имеют в каждой гирлянде по три-пять изоляторов. А вот в гирляндах ЛЭП 110 кВ уже шесть-десять изоляторов. Если изоляторов от десяти до пятнадцати, значит это ЛЭП 220 кВ.
Если провода ЛЭП раздваиваются (это называется расщепление), тогда линия может иметь напряжение 330 кВ. Если проводов по три в каждой фазе - то 500 кВ, если проводов по четыре - 750 кВ.
Из каждого правила бывают исключения. Так линии 220кВ и 150кВ имеют расщепление, хотя это характерно для линий 330кВ. ЛЭП 330кВ, в особых случаях, могут работать без расщепления.
ЛЭП 35кВ -110кВ применяются повсеместно, в качестве распределительных сетей (например, ЛЭП 110 кВ может снабжать подстанцию, которая питает небольшой посёлок или микрорайон). Класс 150 кВ - более совершенный аналог стодесятки, это напряжение применяются в энергосистеме «Днепроэнерго» и некоторых прилегающих к ней районов, а также в Кольской энергосистеме (Кольский полуостров). Этот класс напряжения попал в СССР в начале 30-х годов, вместе с американским оборудованием компании «General Electric» для Днепрогэса.
ЛЭП 220 кВ в основном служат для связи электростанций с подстанциями и крупными потребителями. Линии 330 кВ часто строят на большие расстояния, для связи между мощными электростанциями и подстанциями (межсистемные связи), а иногда и для нужд очень энергоёмких предприятий. Линии напряжением 400кВ, 500 кВ, и 750 кВ и выше используются также для межсистемных связей, для передачи электроэнергии на большие расстояния, в том числе в соседние страны.

УНИФИКАЦИЯ ОПОР ЛЭП В СССР
В 1976 году, в связи с унификацией опор ЛЭП в СССР, была принята следующая система обозначения металлических и железобетонных опор 35—330 кВ:
буквами П и ПС обозначили промежуточные опоры,
ПВС— промежуточные с внутренними связями,
ПУ или ПУС - промежуточные угловые,
ПП — промежуточные переходные,
АН УС — анкерно-угловые,
К или КС — концевые.
Буквой Б обозначают железобетонные опоры, а отсутствие ее указывает, что опоры стальные. Цифры 35, 110, 150, 220 и т. д., следующие после букв указывают напряжение линии, а цифры, стоящие за ними — типоразмер опор. Буквы У и Т добавляют соответственно в обозначение промежуточных опор, используемых в качестве угловых, и с тросостойкой. А в современном электросетевом строительстве, наблюдается «деунификация», разрабатываются новые оригинальные опоры, предназначенные для условий конкретной трассы ЛЭП. Так, в развитых странах уже отказались от массового применения типовых проектов. Каждая линия должна строиться с учетом всех нюансов рельефа, климата и т.п.

КЛАССИФИКАЦИЯ ОПОР ЛЭП ПО ОБЩЕМУ ВИДУ

Башенные опоры
Классические, самые распространенные из всех опор ЛЭП высокого напряжения. Могут иметь от одной до 9-ти параллельных траверс, и применятся для одно- двух- или многоцепных ЛЭП. Все башенные опоры решётчатые объединяет общая черта - их ствол сужается от базы к верхушке. Подразделяются на два семейства:
- широкоствольные решётчатые (если основание мачты шире товарного вагона, см. фото 1). Это самые распространенные опоры. Могут быть одноцепными («крымского типа»), двухцепные (типа «бочка») и многоцепные.
Самые интересные представители одноцепных башенных опор - Т-образные опоры для линий постоянного тока.
- решётчатые узкобазные (соответственно их база по размерам несколько уже, чем основание товарного вагона).

Портальные опоры
Опоры из металла, дерева или железобетона, напоминающие букву «П» либо букву «Н». Пользуются широким распространением на ЛЭП 330-750 кВ. Как правило, одноцепные.

АП-образные опоры
Одноцепные опоры, созданные при помощи сварных металлических труб, МГС либо дерева, в профиль напоминающие букву «А», в анфас букву «П». Сечение труб в этих опорах может достигать 1300 мм, а высота может быть свыше 80 м.
На фото 4, пример такой трубчатой опоры при переходе линии 330кВ через Днепр, на Украине. Внутри её стоек, находятся лестницы для подъёма на вершину, а всего опора имеет четыре колена высотой 21 метр каждый (они окрашены в разные цвета), общая высота мачты около 85 метров. Подробнее можно прочитать тут - http://io.ua/s93360.

Трехстоечные раздельностоящие решётчатые опоры
Трёхстоечные решётчатые опоры, как правило, стоят на поворотах и переходах ЛЭП 500кВ и 750кВ, используются в качестве анкерных (фото 5).

Л-образные опоры
Представляют собой плоские Л-образные решётчатые конструкции, шарнирно сочленённые с двумя фундаментами. Наверху опоры - траверса для крепления 4-х несущих тросов, удерживающих опору в вертикальном положении. Ниже расположены ещё три (реже две) траверсы, для подвеса проводов. Л-образные вышки применялись, в частности, как переходные для двух цепей ВЛ 110кВ или 220 кВ. Их применение позволило сэкономить металл и упростить фундамент. Такие опоры было целесообразно применять на территориях, заливаемых водою при половодье. Особенности конструкции не дали этим опорам получить широкое распространение.

Y-образные опоры, "рюмки"
Одноцепные мачты напоминающие букву «Y» или рюмку (фото 6). Существуют разных типов и применяются достаточно давно и у нас и за границей, в том числе в качестве переходных (например, ПС-101). Эти опоры всегда выполнены из металла, обычно решётчатые, реже состоят из многогранных гнутых стоек.

V-образные, "Набла"
Промежуточные поры с оттяжками, применяются на трассах ЛЭП 330-1150кВ, к примеру, опоры типа «Набла» для 750 кВ. Напоминают перевернутый треугольник - наблу. Исключительно одноцепные.

Класс: Опоры типа "Кошка"
Весьма интересные оригинальные опоры, пользуются большой популярности в странах западной Европы, особенно во Франции (фото 10).

Столбовые опоры (т.е. не решётчатые)
Это опоры, в основе которых деревянные, металлические либо железобетонные столбы. Существуют одностоечные и портальные. Одностоечные опоры из железобетона - самые широко распространенные промежуточные опоры ЛЭП при напряжении 35-220 кВ. Относительно недавно получил распространение прогрессивный тип металлических одностоечных столбовых опор - с применением МГС. Если говорить точнее, то в США такие опоры применяются довольно давно, а в СНГ они только начинают завоёвывать популярность. Применение МГС позволило создавать столбовые многоцепные опоры (см. фото 8).
Портальные столбовые опоры состоят из двух столбов (деревянных, железобетонных или МГС) скреплённых общей траверсой. Особое распространение у нас получили столбовые одноцепные портальные железобетонные опоры ПВС (с внутренними связями) для линий 220 и 330 кВ (фото 9).

Нестандартные опоры
К ним относятся различные, не относящиеся к данной классификации нестандартные опоры и экзотика, например многочисленные декоративные опоры.

2011 «POWERLINER»