Существующие в настоящее время опоры линий электропередач настолько привычны для нашего глаза, что мы и не задумываемся о том, почему бывают деревянные опоры ЛЭП, бетонные столбы электропередач и металлические опоры ЛЭП. В зависимости от назначения линии, её напряжения, количества проводов и тросов, их расположения, климатических и других условий применяют различные конструкции деревянных, железобетонных или металлических опор.
Так какие бывают линии электропередач (ЛЭП)?
Все существующие опоры ЛЭП можно классифицировать на деревянные, железобетонные (ЖБ) и металлические. Первое, с чего началась эволюция конструкций ЛЭП это деревянные опоры. Такие столбы из дерева были использованы при прокладке первых ЛЭП, и они до сих пор существуют на воздушных линиях электропередач. Какое используется дерево? Это круглые столбы из сосны, реже лиственницы. В Украине такие опоры применяют для линий электропередач с напряжением до 220 кВ, а в США бывают классы напряжений ЛЭП до 345 кВ, использующих деревянные столбы.
Деревянные опоры применяют совместно с железобетонными приставками. Опоры и приставки скрепляют в двух местах бандажом из мягкой стальной оцинкованной проволоки диаметром 4 мм, число витков – 12; диаметром 5 мм, число витков – 10; диаметром 6 мм, число витков – 8. Допускается крепление бандажом из неоцинкованной проволоки. Затяжку бандажей выполняют так, чтобы все витки проволоки плотно соприкасались друг с другом и были равномерно натянуты. Концы проволоки загибают и забивают в дерево на глубину 20–25 мм.
Наибольшее достоинство существующих деревянных опор ЛЭП – дешевизна, они очень просты в изготовлении особенно при условии наличия местной древесины! Однако существенный недостаток - гниение древесины, в связи с чем срок их эксплуатации деревянных опор ЛЭП составляет от 4 до 6 лет. Используя современные пропитки, которые предотвращают гниение, срок эксплуатации увеличивается до 25 лет!
Простейшей конструкцией деревянных опор являются одиночные столбы. Также бывают другие формы деревянных конструкций ЛЭП: А - образные и П-образные.
Второй тип существующих на линиях электропередач опор – это железобетонные столбы.
Какие бывают электрические столбы?
Электрические столбы ЛЭП бывают марок СВ, СК, СЦ. Такие столбы изготавливают из армированного металлом бетона и требуют меньше металла, не подвержены коррозии, долговечнее деревянных, а поэтому и получили распространение при сооружении ЛЭП. Высота столба, как гласят Правила устройства электроустановок (ПУЭ) должна быть минимум 5 м, и максимум 12, на практике применяются 7-метровые бетонные опоры.
По способу уплотнения бетона при изготовлении бывают опоры вибрированные и центрифугированные. Стальная арматура может быть ненапряжённой, частично напряжённой и напряжённой. Предприятие-изготовитель снабжает опоры паспортом, в котором указывает тип опор, марку бетона, вид армирования, дату изготовления и отгрузки. При перевозке и разгрузке опор наблюдают за тем, чтобы они не подвергались ударам, резким толчкам и рывкам. Нельзя разгружать опоры сбрасыванием. Запрещается транспортировать железобетонные опоры и детали по земле волоком. Их развозят по трассе специальными опоровозами, оборудованными приспособлениями для погрузки и выгрузки.
Железобетонные опоры устанавливают на линиях электропередач с напряжением от 35 кВ и до 380 кВ. Столбы СВ имеют гораздо более высокие характеристики по прочности в сравнении с деревянными. Однако существуют и недостатки - большие размеры и масса железобетонных опор. Поэтому их тяжело и экономически невыгодно транспортировать на большие расстояния. Срок службы железобетонных опор для ЛЭП приблизительно 50 лет.
Последний существующий тип опор, используемых для высоковольтных ЛЭП – это металлические опоры. Изготавливают такие высоковольтные конструкции из специальной высокопрочной стали, отдельные элементы скрепляют друг с другом с помощью болтов. Бывают и сварные металлоконструкции ЛЭП.
Какие существуют опоры воздушных линий электропередач в Украине?
Стальные опоры ЛЭП бывают типов:
1. Решетчатые опоры ЛЭП – представляют собой металлический каркас, который собирают из стального проката при помощи болтов. Решетчатого вида опоры очень экономичны при перевозках благодаря компактности пакетов и относительно небольшому весу составных деталей. Для продления срока службы металлических конструкций опор ВЛ существуют методы защиты от коррозии: их оцинковывают или окрашивают специальными красками. Срок эксплуатации оцинкованных конструкций ЛЭП более 50 лет.
2. Многогранные опоры ЛЭП – это граненая коническая конструкция, изготовленная из стального листа, который изгибают в виде короба и продольно сваривают. Существуют многогранные опоры, которые достигают 40 метров в высоту. Мачты такого типа считаются более выгодными с экономической точки зрения и надежными в конструкции по сравнению с решетчатыми конструкциями ЛЭП, а так же имеют лучшую транспортабельность.
Бывают опоры ЛЭП транспозиционные, повышенные, пониженные, анкерные, угловые, промежуточные, перекрёстные и ответвительные. Также существует классификация по количеству подвешиваемых проводов/цепей. В неё входят одно-, двух-, многоцепные линии. Помимо всего, они различаются по типу конструкции. Бывают одностоечные, свободностоящие, с оттяжками и др.
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 может быть произведено проволочной вязкой. Существующие нагрузки на промежуточные опоры ЛЭП можно разделить на горизонтальные 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. В этом случае помимо нагрузок, действующих на промежуточные прямые опоры ВЛ, существуют дополнительные 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 могут быть установлены анкерно-угловые опоры.
При установке анкерных опор на прямых участках трассы и подвеске проводов с обеих сторон от высоковольной опоры, существующие нагрузки от тяжения проводов уравновешиваются и анкерная опора работает так же, как и промежуточная, то есть воспринимает только горизонтальные поперечные и вертикальные нагрузки. Если существует необходимость, провода с одной и с другой стороны от опоры могут быть натянуты с различным тяжением проводов. В этом случае, кроме горизонтальных поперечных и вертикальных нагрузок, на существующую опору ЛЭП будет воздействовать горизонтальная продольная нагрузка.
Линии передач бывают высокого напряжения (35, 110, 220 и 500 кВ), которые используются для транспортировки электрической энергии от вырабатывающих ее электростанций до специальных электроподстанций, а линии низкого напряжения (0.4, 6, 10 кВ), отходящие от подстанций, предназначаются для распределения электроэнергии между потребителями. Линии электропередач (ЛЭП) бывают 3 типов: воздушные, кабельные и смешанные — кабельно-воздушные.
Выбор вида опор ЛЭП при проектировании воздушных линий электропередач обычно основывается на наличии соответствующих материалов в районе постройки линии электропередачи, экономической целесообразностью и техническими характеристиками строящегося объекта.
