Характеристики опор линий электропередач

Передача электроэнергии от энергоснабжающих организаций до промышленных предприятий и жилого сектора сегодня осуществляется в подавляющем большинстве случаев по подземным кабельным или воздушным линиям электропередач. При этом оптимальным решением электроснабжения на дальние расстояния являются именно воздушные линии (ВЛ). Этот вариант используется очень давно, и постоянно совершенствуется, но этот процесс в основном касается материалов, из которых изготавливаются опоры для кабелей и проводов, а также систем сигнализации в случае выхода какого-то участка из строя. Рассмотрим этот вопрос более подробно.

Итак, основным несущим элементом всех использующихся сегодня конструкций данных линий является опора, он же столб. В свою очередь опоры подразделяются на деревянные, железобетонные и металлические, также отдельную популярность получили и комбинированные варианты, то есть сборные. Основные качества, достоинства и недостатки данных типов опор и условия их применения зависят от материала изготовления, а также от конструкции, которую имеют сами столбы.

Основные виды опор линий электропередач

Деревянные опоры

Данный тип несущей конструкции электрической силовой линии нашел свое применение в основном в сфере передачи электроэнергии напряжением до 1000В. Прокладываются линии с деревянными опорами в сельской и городской местности, реже встречаются линии с напряжением до 110кВ. Изготавливаются из стволов сосны или лиственницы, отличающихся достаточной прочностью и долговечностью.

К основным достоинствам деревянных опор можно отнести:

• относительно невысокая стоимость изделия;
• надежность и прочность материала при проведении транспортировки, погрузки, разгрузки, монтажа и эксплуатации;
• небольшой вес (примерно в три раза легче железобетонной опоры) и компактные размеры позволяют перевозить сразу за один рейс более 50 штук. А установка не потребует применения большой грузоподъемной техники и опытных монтажников;
• достаточно длительный срок эксплуатации (при обработке опоры антисептиком - до 40 лет, в регионах с сухим климатом – гораздо дольше);
• стойкость к прямым воздействиям атмосферных проявлений - ветра и гололеда (выдерживают до двух раз больше нагрузки на изгиб).

К недостаткам относятся такие факторы:

• постепенное разрушение под воздействием влаги, хотя этот процесс моет растянуться очень надолго;
• необходимость обработки антисептиками или антипиренами;
• материал горючий, опора может загореться даже от попадания молнии, если она специально не обработана защитным составом;
• долгий процесс сушки подготовленных бревен (до 6 месяцев);
• необходимость подбирать лес определенного диаметра и конусности.

Железобетонные опоры

Имеют широкое распространение (более 50% от всех видов опор в нашей стране) как для передачи низкого, так и высокого напряжения.

К основным преимуществам можно отнести:

• долговечность – до 70 лет эксплуатации (опоры выполняются из высокопрочного бетона и армированного материала, очень высокая стойкость к коррозионным разрушающим процессам);
• высокая технология производства, большие производственные мощности;
• использование в передаче электроэнергии широкого номинала (до 500кВт);
• отсутствие сложности в конструктивном исполнении;
• небольшой объем использования металла (снижает стоимость изделия);
• хорошая устойчивость к атмосферным проявлениям, возможность эффективной эксплуатации независимо от климатических условий;
• разнообразие в ассортименте (в зависимости от условий эксплуатации и передаваемых мощностей).

Еще один важный положительный фактор использования бетонных опор – для них не требуется установка отдельного заземляющего спуска для выполнения повторного заземления (данную роль выполняет внутренняя арматура, заложенная в заводских условиях и проходящая сверху донизу с выводами наружу).

К недостаткам относят:

• относительно высокая стоимость работ по монтажу, включая применение техники;
• значительный вес;
• дороговизна транспортных услуг;
• вероятность повреждения при перевозке или погрузки и разгрузке;
• трудозатраты на проведение утилизации поврежденного материала.

Металлические опоры

Появление металлических опор было вызвано необходимостью повышенной надежности в передаче на большие расстояния высокого номинального напряжения. Опоры выполняются из металла, имеющего повышенную прочность по отношению к механическим нагрузкам и действию коррозии.

К основным преимуществам можно отнести:

• высокий коэффициент прочности и надежности;
• устойчивость при необходимости несения больших нагрузок;
• относительно небольшой вес по сравнению с железобетонными изделиям (до 4 раз);
• рассчитываются на любое по величине напряжение;
• используются на территориях независимо от климатических условий и рельефа;
• возможность быстрого усиления конструкции при возрастании нагрузок;
• широкое разнообразие форм.

К недостаткам металлических опор относятся:

• достаточно большая вероятность коррозионного повреждения. Для предотвращения коррозии необходимо периодически наносить на поверхность опор лакокрасочное покрытие или изготавливать опоры из различных антикоррозийных сплавов, что резко повышает стоимость изделия;
• большая стоимость изделия за счет применения значительного количества металла;
• высокая трудоемкость в обслуживании (для предотвращения коррозии требуется нанесение антикоррозийной защиты).

Сборно-составные опоры

Данный вид опор является сборной конструкцией, состоящей из двух частей: железобетонного пасынка (вкапывается в землю) и деревянного столба. Эти элементы между собой соединены прочной стальной проволокой. При такой конструкции срок эксплуатации данного изделия значительно увеличивается: в 3 раза по отношению к обычной деревянной опоре

Условия выбора типа опор

На территории, где отсутствует поселения, при выборе типа опоры необходимо обращать внимание на следующие моменты:

• возможность подъезда транспорта для проведения строительных работ. Если такие условия есть, то рекомендована (с экономической точки зрения) установка именно железобетонных опор;
• тип грунта;
• значимость земельного участка (национальные парки, заповедники, плодородные земли).

На территории поселений, промышленных предприятий, в стесненных условиях застройки, выбираются стойки, занимающие в плане минимальную площадь. При сооружении линии в горных условиях рекомендуются опоры, имеющие

минимальные размеры у основания. Это делается для сохранения природного рельефа местности с целью исключения дальнейшего разрушения склонов и повреждения самих опор. Наилучшим вариантом являются конструкции, монтируемые на фундамент с анкерным креплением. В песках полупустынь место установки опоры выбирают между барханами, это нужно для исключения падения ее в случае перемещения массы песка, на которой опора установлена. По этой же причине выбирают повышенные конструкции для соблюдения необходимых расстояний между землей и проводом.

В настоящее время нашли свое широкое применение все выше рассмотренные виды опор линий для передачи электроэнергии. Выбор конструкции и материала их изготовления производится на стадии проектирования, в зависимости от условий прокладки и величины передаваемых мощностей.