Високовольтні опори повітряних ліній електропередач ВЛ 220-330 кВ проміжні

Високовольтна опора або вишка електропередач – це висока, зазвичай решітчаста каркасна конструкція, призначена для з'єднання повітряних провідників для передачі електроенергії. Опори повітряних ліній підтримують дроти на необхідній відстані від поверхні землі, між собою, інших прилеглих будівель і споруд тощо.

Усі високовольтні лінії потребують встановлення спеціальних елементів, що забезпечують стабільність їхньої роботи. Одним з найбільш часто використовуваних елементів є високовольтні стовпи висотою до 25 м. Цей тип електроопори встановлюють на прямих ділянках, через які проходять лінії ПЛ. Основна функція, яку виконує стовп ЛЕП, – це підтримання силових кабелів і тросів. Він не призначений витримувати тривалі впливи, які виникають внаслідок натягу дротів. Однак в аварійних ситуаціях (наприклад, у разі обриву кабелю) високовольтні стовпи сприймають даний вид навантаження, який передають решта цілих дротів.

Електричні повітряні лінії (ПЛЕП) призначені для передачі та розподілу електричної енергії по мережах, розташованих на відкритому повітрі. Повітряні електричні мережі можуть бути з напругою до 1 кВ включно і вище 1 кВ (3, 6, 10, 35, 110, 220, 330 кВ і вище за шкалою стандартних напруг).

Повітряні електромережі складаються з наступних основних конструктивних елементів:

1. ПЛ опор різного типу (проміжні, кутові, анкерні);
2. високовольтних дротів різних конструкцій і перетинів для передачі по них електричного струму;
3. грозозахисних тросів для захисту від грозових розрядів;
4. високовольтних ізоляторів, зібраних у гірлянди, для ізоляції металевих частин опори;
5. лінійної арматури для кріплення елементів ЛЕП до опор;
6. заземлювальних пристроїв для відведення струмів грозових розрядів або короткого замикання в землю.

Найважливіші характеристики повітряних ЛЕП:

• l – довжина прольоту лінії (відстань між сусідніми опорами);
• f – найбільша стріла провисання дроту в прольоті;
• h – найменша (габаритна) допустима відстань від найнижчої точки дроту до землі;
• l – довжина гірлянди ізоляторів;
• a – відстань між фазами;
• Н – повна висота опори.

Конструктивні параметри повітряної ЛЕП залежать від номінальної напруги, від рельєфу і кліматичних умов місцевості, а також від техніко-економічних вимог.

Допустима відстань від найнижчої точки дроту до землі становить у ненаселеній місцевості 5-7 м, а в населеній 6-8 м. 

Призначення та особливості високовольтних опор

Високовольтні опори використовуються для ЛЕП напругою від 35 кВ і вище — до 110, 220, 330, 500 і навіть 750 кВ. Вони забезпечують:

• Механічну підтримку дротів і грозозахисних тросів;
• Ізоляцію елементів ЛЕП від землі;
• Безпечну передачу електроенергії на великі відстані;
• Стійкість конструкції до вітрових, ожеледних і сейсмічних навантажень.

Надійність високовольтних опор безпосередньо впливає на безперебійну роботу всієї енергосистеми. Тому при їх проєктуванні враховуються безліч факторів: рельєф місцевості, кліматична зона, характеристики ґрунту, проліт між опорами, тип дроту та ін.

Класифікація високовольтних опор

Високовольтні опори поділяються за різними ознаками:

1. За призначенням:

• Проміжні — передають механічне навантаження від дротів і грозозахисних тросів;
• Анкерні — фіксують ділянки лінії і сприймають поздовжні навантаження;
• Кутові — встановлюються на поворотах траси;
• Кінцеві — встановлюються на початку і в кінці ЛЕП;
• Відгалужувальні — використовуються при розгалуженні лінії.

2. За типом конструкції:

• Одностійкові — економічні і застосовуються при малих і середніх навантаженнях;
• Портальні — складаються з двох стійок і поперечини, застосовуються в місцях з підвищеними навантаженнями;
• А-подібні — стійкі і надійні, часто використовуються для високих навантажень і анкерних ділянок.

3. За матеріалом виготовлення:

• Сталеві опори — найпоширеніші завдяки міцності, довговічності і можливості гарячого цинкування;
• Залізобетонні — стійкі до корозії, застосовуються при будівництві стаціонарних ліній;
• Дерев'яні — застосовуються все рідше, в основному на тимчасових або сільських ЛЕП;
• Композитні — перспективний напрямок, поєднують малу вагу і стійкість до агресивного середовища.

Ми виготовляємо металеві опори ЛЕП 35-500 кВ зі сталевого прокату, частини якого зварюють. Для захисту від корозії поверхню металевих опор оцинковують або періодично фарбують спеціальними фарбами. Всі вони мають високу механічну міцність і великий термін служби. Встановлюють металеві опори ЛЕП на залізобетонних фундаментах. При іншій технології складання опори ПЛ, що пройшли гаряче оцинкування, можна з'єднати болтами. Це більш надійно, а також дуже зручно, тому що виходять дуже компактні секції, які можна легко транспортувати.

Висота і вага високовольтних опор

Параметри високовольтних опор залежать від напруги лінії, ширини прольоту, типу місцевості та інших факторів:

• Опори 35 кВ — висота 12–18 м, вага 1–3 т;
• Опори 110 кВ — висота 18–30 м, вага 3–8 т;
• Опори 220 кВ — висота 25–40 м, вага 5–15 т;
• Опори 330–500 кВ — висота 35–60 м, вага до 25–30 т.

Для розрахунку конструкції враховуються кліматичні навантаження, допустимі прогини дротів, мінімальні габарити і відстані до землі, будівель та інших об'єктів.

На роботу електромереж впливають поєднання низьких температур з найбільшими швидкостями вітру, а так само температура, що супроводжує процес ожеледно-паморозевих утворень. При розрахунку опор ПЛ і їх елементів повинні враховуватися  кліматичні умови - вітровий тиск, товщина стінки ожеледі, температура повітря, ступінь агресивного впливу навколишнього середовища, інтенсивність грозової діяльності, танок дротів і тросів, вібрація.

 Повітряні лінії електропередач ЛЕП 220 кВ в основному служать для зв'язку між електростанціями, великими споживачами і РЕМ. Високовольтні ЛЕП 330 кВ будують на великі відстані, наприклад для зв'язку між потужними електростанціями і електропідстанціями. Напругу повітряної лінії електропередач можна визначити візуально: якщо кількість ізоляторів від 10-ти до 15-ти — значить це ЛЕП 220 кВ. Якщо дроти роздвоюються тоді — ЛЕП 330 кВ.
У верхній частині високовольтної опори для захисту від грозових перенапруг встановлюють грозозахисні троси.

Монтаж і експлуатація високовольтних опор

Опори повітряних ліній електропередач споруджуються у відкритій місцевості і тому піддаються різним атмосферним впливам, які в залежності від географічного положення проявляються в тій чи іншій мірі і роблять основний вплив на надійність роботи лінії. Тому для забезпечення надійної роботи ПЛ необхідно забезпечувати її захист різними пристроями в залежності від виду кліматичних впливів.

Установка високовольтних опор включає кілька етапів:

1. Підготовка траси і фундаменту;
2. Доставка і збірка елементів конструкції;
3. Монтаж на місці — за допомогою автокранів, вертольотів або спеціальних підйомників;
4. Натяжка дротів і установка ізоляторів.

Після установки опори проходять випробування і вводяться в експлуатацію. Регулярний контроль стану, антикорозійний захист і ремонтні роботи забезпечують надійну роботу лінії протягом десятиліть.

Переваги сталевих опор ЛЕП

Найбільш популярні в будівництві високовольтних ЛЕП — це сталеві опори:

• Довговічність — термін служби до 50 років і більше;
• Стійкість до високих навантажень;
• Зручність транспортування і збірки;
• Можливість виготовлення під індивідуальні параметри;
• Наявність захисту від корозії — гаряче цинкування.

Опора 220 Кв - 330 Кв: проміжна і анкерна

Опори ПЛ 220-330 кВ використовуються на ЛЕП різного призначення:

• Магістральні лінії між містами і регіонами;
• Електропостачання промислових підприємств;
• ЛЕП в енергетичних вузлах, підстанціях і розподільних пунктах;
• Подача електроенергії у віддалені і важкодоступні райони.

Високовольтні опори 220 Кв-330 Кв підтримують дроти і троси на певній висоті над рівнем землі. Ізолюються провідники від траверс ЛЕП спеціальними ізоляторами. За допомогою лінійної арматури ЛЕП провідники закріплюються на ізоляторах, а ізолятори на траверсах.

На ПЛ вище 1 кВ застосовують голі дроти. Перебуваючи на відкритому повітрі, вони піддаються впливам атмосфери (вітер, ожеледь, зміна температури) і шкідливих домішок навколишнього повітря (сірчисті гази хімічних заводів, морська сіль) і тому повинні володіти достатньою механічною міцністю і бути стійкими проти корозії (іржавіння). Раніше застосовувалися мідні дроти, а тепер використовують алюмінієві, сталеалюмінієві і сталеві, а в окремих випадках і провідники зі спеціальних сплавів алюмінію – альдрея та ін. Грозозахисні троси виконуються, як правило, зі сталі.

Грозозахисні троси підвішують на опорах ліній напругою нижче 220 кВ тільки на підходах до підстанцій. При цьому знижується ймовірність перекриття дротів лінії поблизу підстанції. На опорах напругою 220-330 кВ і вище троси підвішуються уздовж всієї лінії. Зазвичай вони складаються зі сталевих дротів.

Раніше високовольтні опори заземлювалися наглухо. Досвід експлуатації показав, що в замкнутих контурах заземлювальної системи – трос – опора з'явилися струми. Вони виникли внаслідок дії ЕРС, що наводяться в тросах шляхом електромагнітної індукції. При цьому в ряді випадків в багаторазово заземлених тросах вийшли значні втрати електроенергії, особливо в лініях надвисоких напруг. Дослідження показали, що при підвісці тросів підвищеної провідності (сталеалюмінієвих) на ізоляторах вони можуть бути використані в якості кабелів зв'язку і в якості струмопровідних дротів для електропостачання споживачів малої потужності.

Траверси ЛЕП служать для підтримування дротів над землею — це перекладини, до яких кріпляться ізолятори. Решітка і діафрагма — це складові частини електричних опор. Фундаменти призначені для надійного укріплення металоконструкції в землі. Тросостійка опори служить для підтримування грозозахисного троса. Тросостійку легко впізнати на більшості електричних опор — це гострі трапецієподібні «шпилі» на самій верхівці. На П-подібних опорах є по дві тросостійки. Бувають електричні опори ЛЕП 220 кв і без тросостоек.

Проміжні опори 220 кВ типу П220 і ПС220

Проміжні опори 220 кВ (П220-2т, П220-3, П330-2Т, П330-2Т+5 , П330-3Т, П330-3Т+5) встановлюються на прямих ділянках траси. Вони сприймають горизонтальні навантаження від тиску вітру на дроти, вертикальні сили від ваги дротів, ізоляторів і власної ваги. Тому проміжні електричні стовпи можуть бути виконані більш легкої конструкції (вага опори ЛЕП зменшується в 2-3 рази), ніж анкерно-кутові. При кутах повороту лінії електропередачі більше 20° навантаження на проміжні опори 330 кв значно зростає, внаслідок чого вона має більш масивну вагу; в той же час підтримуючі гірлянди, відхиляючись під впливом складових тяжіння, вимагають збільшення габаритів опори.