Опоры воздушных линий

Опоры ВЛ предназначены для подвески проводов и тросов на необходимой высоте над поверхностью земли или воды. Классификация опор производится по ряду признаков, ос­новными из которых являются: тип (назначение) опоры, прин­ципиальные особенности конструкции и материал.

Основными частями любой опоры являются (см. рис. 1-1):

вертикальные стойки,

траверсы — горизонтальные части для крепления изоляторов

подземные фундаменты, обеспечи­вающие устойчивость опоры в грунте.

Требованиями являются удобства и экономичности транспорти­ровки опор или их частей от мест изготовления к местам уста­новки, а также удобства их монтажа и эксплуатации.

В зави­симости от материала опоры могут быть деревянными, металли­ческими и железобетонными.

Древесина — наиболее дешевый материал для изготовления опор, но она имеет существенный недостаток — подверженность гниению. Для увеличения срока службы деревянные опоры про­питывают антисептиками. Срок службы таких опор до 20 лет.

Основным недостатком металлических опор является их под­верженность коррозии. Для защиты от коррозии опоры либо оцинковывают, либо используют антикоррозионные лаки и краски. Опыт показывает, что оцинкованные металлические опоры начина­ют координировать через 25...30 лет, а окрашенные — через 5...6 лет. Срок службы металлических опор при правильной их эксплуатации достигает 40 лет и более.

Металлические опоры получили широкое распространение ввиду: высокой механической прочности металлов, значитель­ного срока их службы, возможности создания опоры практи­чески любой высоты и прочности. К недостаткам металличе­ских опор относятся: их высокая стоимость, большой вес и в некоторых случаях сложность доставки их частей на трассу линии. Как правило, металлические опоры изготавливаются из стали. При этом приходится принимать меры для предотвращения окисления их поверхности. До последнего времени это осуществлялось покрытием металлоизделий специальными битумными лаками с последующей окраской масляной краской, которую приходится обновлять в эксплуатации каждые 5—7 лет. Современной тенденцией является заводская горячая оцинковка всех стальных изделий или некрупных частей опоры с после­дующей сборкой опор непосредственно на трассе линии.

В последнее десятилетие в отдельных случаях опоры выпол­нялись из сплавов алюминия. Малый вес таких опор делает их удобными для сооружения линий электропередач, в первую очередь, в условиях труднопроходимых трасс, когда затрудне­на доставка опор на места их установки. Существенным до­стоинством опор из алюминия является их стойкость в отноше­нии окисления, в связи с чем отпадает необходимость в анти­коррозийных покрытиях их поверхности.

Железобетонные опоры не подвергаются гниению и коррозии и просты в эксплуатации. Однако в стволах бетонных опор возмож­но появление глубоких трещин, которые могут дойти до желез­ной арматуры, что приведет к усилению нагрузок на арматуру, ее коррозии и снижению механической прочности опор.

Железобетонные опоры изготавливаются со стойками из железобетона и со стальными оцинкованными (для линий 35—150 кв) или с железобетонными (для портальных опор ли­ний 220—500 кв) траверсами. Железобетонные детали таких опор имеют продольную и поперечную стальную арматуру, замоноличенную в бетон. Положительными качествами железо­бетонных опор являются: меньший расход металла и меньшая стоимость по сравнению с металлическими опорами, практи­ческое отсутствие коррозии деталей. К их отрицательным каче­ствам относятся большой вес, относительная хрупкость поверх­ности бетона, что несколько затрудняет их транспортировку на трассу линии, а также малая прочность на поперечный изгиб. Последнее качество обуславливает целесообразность изготов­ления железобетонных частей опор с предварительно напря­женной (растянутой) арматурой.

Различают следующие типы опор: анкерные, промежуточные, угловые, концевые, ответвительные, транспозиционные и пере­ходные.

Анкерные опоры полностью воспринимают натяжение проводов и тросов в смежных с опорой пролетах. Они устанавливаются для жесткого закрепления проводов в особо ответственных точках ВЛ.

Анкерные опоры в нормальных режимах работы линии вы­полняют те же функции, что и промежуточные. Но эти опоры рассчитываются также и на восприятие значительных тяжений по проводам и тросам при обрыве части из них в примыкаю­щем пролете. При этом анкерные опоры не должны деформи­роваться. Поэтому опоры такого типа обычно выполняются в виде пространственных ферм

Промежуточные опоры обладают несущей способностью в вертикальном направлении и при обрывах проводов могут дефор­мироваться. Промежуточные опоры предназначены для поддержания проводов в нормальных режимах работы линии, когда дейст­вуют вертикальные силы веса всех элементов линии и голо­ледных отложений на них, а также давление ветра, перпенди­кулярное к направлению линии.

Промежуточные опоры могут быть:

портального типа,

железобетонные свободностоящие,

металлические свободностоящие(220 кв);

металличе­ские на растяжках (500 кв). В редких аварийных режимах об­рывов проводов проме­жуточные опоры могут или должны (в зависи­мости от конструктивного
решения) деформировать­ся. При таком назначении промежуточные опоры ча­сто представляют собой «плоские» конструкции, имеющие необходимую по
нормальным режимам ра­боты несущую способ­ность в вертикальном и перпендикулярном к ли­нии направлениях. В некоторых конструкциях устойчивость промежуточ­ных опор обеспечивается определенной системой растяжек

Угловые опоры устанавливаются в точках поворота линий, а концевые — перед подстанциями или электрическими станциями. Разновидностью анкерных являются концевые опоры, устанавливаемые между собственно воздушной линией и конструк­циями распределительных устройств электрических станций и подстанций. Назначением концевых опор является восприятие всех сил, обусловленных весом проводов, действием ветра на линию, сил, возникающих при обрывах проводов и т. п. Это позволяет конструкции распределительных устройств не рас­считывать на действие сил, связанных с работой воздушных линий.

В силу целого ряда причин трассы линий непрямолинейны: линии сооружаются, с обходами населенных пунктов, аэродро­мов, труднопроходимых болот и т. п. Изменение направления трассы линии производится на угловых опорах. В точке поворо­та трассы линии постоянно действует равнодействующая сил тяжений по проводам, направленная по биссектрисе внутрен­него угла поворота трассы. Для восприятия этой силы устанав­ливаются специальные (рис. 1-20) угловые анкерные опоры, которые могут быть: а — деревянными; б —металлическими свободностоящими; в — железобетонными на растяжках. Ос­новной отличительной чертой угловых опор является наличие диагональных элементов — раскосов, работающих на сжатие или растяжение (рис. 1-20, а, б). В некоторых конструкциях угловых опор элементами, работающими на растяжение, яв­ляются стальные тросы — растяжки (рис. 1-20, в).

Ответвительные опоры предназначены для присоеди­нения и разведения проводов ответвления и основной линии.

Транспозиционные опоры имеют дополнительные гирлянды изо­ляторов для изменения расположения проводов (для их транспози­ции). В результате двухкратной транспозиции каждая фаза будет занимать последовательно все положения проводов на опоре равное количество километров.

Переходные опоры служат для осуществле­ния переходов через естественные преграды и инженерные соору­жения (реки, озера, горные ущелья, мосты и т.п.).

По конструктивному выполнению опоры могут быть

· свободностоящими

· или укрепленными на растяж­ках.

В первом случае устойчивость опоры по отношению к действию всех сил обеспечивается конструкциями стоек, тра­верс опоры и ее закреплением в земле.

Во втором случае дей­ствие любых горизонтальных сил воспринимается растяжками и стойками, а действие всех вертикальных сил—только стой­ками опоры. Стойки опоры, как правило, опираются лишь на шарнирное основание, расположенное в верхней части фун­дамента.

Конструкции опор различаются и по числу основных стоек. Характеристикой конструкции опор является также число «линий», несомых опорой: при монтаже на опоре проводов трех фаз одной линии опоры называют одноцепными, а при креплении трех фаз двух линий (т. е. в сумме — шести фаз) — двухцепными.

Каждое из расположений проводов обладает достоинствами и недостатка­ми по весовым, технико-экономическим показателям опор и удобству эксплуатации линий. Учитывая эти факторы, выби­рают расположения проводов для конкретных опор и линий. В случаях так называемого «вертикального» расположения фаз, г. е. расположения проводов различных фаз одного под другим, им придается сдвиг по горизонтали с тем, чтобы избежать опасных сближений или схлестываний проводов между собой (или проводов и тросов) при подскоке проводов из-за внезапного сброса гололеда, при «пляске» проводов и тросов.

Элементы опор.

В последние годы ведутся экспериментальные работы по выполнению траверс или верхней части — «головки» опоры — из синтетических материалов — стеклопластика, эпоксидных и полуэфирных смол. При соответствующей конструкции этих частей может отпасть необходимость в линейных изоляторах, функции которых в этих случаях выполняют траверсы или де­тали головки опоры. Эти синтетические материалы обеспечи­вают и механическую прочность, необходимую для деталей опор. Их достоинствами являются простота изготовления (от­ливки) и неподверженность окислению и коррозии.

Устойчивость вертикального положения опор обеспечивает­ся заглублением в грунте нижней части стоек опор (железо­бетонные, реже — деревянные) и таким же заглублением пасын­ков, составляющих продолжение стоек, или креплением стоек к специальным подземным фундаментам.

Обычная глубина за­ложения в грунт фундаментов или заглубления стоек составляет 2,5—3,0 м, Имеется большое количество фундаментов, различ­ных по типу, конструктивным формам и материалу. Их выбор производится на основании комплексных технико-экономиче­ских соображений в зависимости от типа и конструкции опор, от характера грунта, степени механизации работ по сооруже­нию линии и др. На рис. 1-24 представлены наиболее распрост­раненные типы фундаментов для закрепления металлических опор в грунте: а — монолитный бетонный с анкерными болта­ми; б — железобетонный грибовидный; в — железобетонная свая; г — набивной бетонный с анкерными болтами; д — металличе­ский подножник.

В настоящее время монолитные бетонные фундаменты вы­полняются относительно редко. Наиболее широко применяемы­ми являются железобетонные подножники, сваи различных кон­струкций и набивные фундаменты. Тросы опор на растяжках и оттяжках прикрепляются к специальным анкерным плитам.

Рис. 1-24

обычно выполненным из железобетона и закладываемым в грунт на ту же примерно глубину, что и основания фунда­ментов.

Лекция 2. Конструктивные особенности кабельных линий.

Дата добавления: 2014-01-07