 |
|
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 опорыполностью 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 20о применяют угловые опоры анкерного типа. При углах поворота линии электропередачи более 20о – промежуточные угловые опоры.
На воздушных линиях электропередач применяются специальные опоры следующих типов: транспозиционные – для изменения порядка расположения проводов на опорах; ответвительные – для выполнения ответвлений от основной линии; переходные – для пересечения рек, ущелий и т.д.
Транспозицию применяют на линиях напряжением 110 кВ и выше протяжённостью более 100 км для того, чтобы сделать ёмкость и индуктивность всех трёх фаз цепи воздушных линий электропередач одинаковыми. При этом последовательно меняют на опорах взаимное расположение проводов по отношению друг к другу. Однако такое тройное перемещение проводов называют циклом транспозиции. Линия делится на три участка (шага), на которых каждый из трёх проводов занимает все три возможных положения, рис. 2.
Рис. 2. Цикл транспозиции проводов одноцепной линии
В зависимости от количества подвешиваемых на опорах цепей опоры могут быть одноцепные и двухцепные. Провода располагаются на одноцепных линиях горизонтально или треугольником, на двухцепных опорах – обратной ёлкой илишестиугольником. Наиболее часто встречающиеся расположения проводов на опорах схематически изображены на рис. 3.
Рис. 3. Наиболее часто встречающиеся расположения проводов и тросов на опорах:
а – расположение по вершинам треугольника; б - горизонтальное расположение; в – расположение обратной ёлкой
Там же указано и возможное расположение грозозащитных тросов. Расположение проводов по вершинам треугольника (рис. 3,а) широко распространено на линиях до 20-35 кВ и на линиях с металлическими и железобетонными опорами напряжением 35-330 кВ.
Горизонтальное расположение проводов применяют на линиях 35 кВ и 110 кВ на деревянных опорах и на линиях более высокого напряжения на других опорах. Для двухцепных опор более удобно с точки зрения монтажа расположение проводов по типу «обратная ёлка», но увеличивает массу опор и требует подвески двух защитных тросов.
Деревянные опоры широко применялись на воздушных линиях электропередач до 110 кВ включительно. Наиболее распространены сосновые опоры и несколько меньше опоры из лиственницы. Достоинства этих опор – малая стоимость (при наличии местной древесины) и простота изготовления. Основной недостаток – гниение древесины, особенно интенсивное в месте соприкосновения опоры с почвой.
Металлические опоры выполняются из стали специальных марок для линий 35 кВ и выше, требуют большого количества металла. Отдельные элементы соединяют сваркой или болтами. Для предотвращения окисления и коррозии поверхность металлических опор оцинковывают или периодически окрашивают специальными красками. Однако они обладают высокой механической прочностью и большим сроком службы. Устанавливают металлические опоры на железобетонных фундаментах. Эти опоры по конструктивному решению тела опоры могут быть отнесены к двум основным схемам – башенным или одностоечным, рис. 4, и портальным, рис. 5.а, по способу закрепления на фундаментах – к свободностоящим опорам, рис. 4 и 6, и опорам на оттяжках, рис. 5.а, б, в.
На металлических опорах высотой 50 м и более должны быть установлены лестницы с ограждениями, доходящими по вершины опоры. При этом на каждой секции опор должны быть выполнены площадки с ограждениями.
Рис. 4. Промежуточная металлическая опора одноцепной линии:
1 – провода; 2 – изоляторы; 3 – грозозащитный трос; 4 – тросостойка; 5 – траверсы опоры; 6 – стойка опоры; 7 – фундамент опоры
Рис. 5. 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
Рис. 6. Металлические свободностоящие двухцепные опоры:
а) – промежуточная 220 кВ; б) – анкерная угловая 110 кВ
Железобетонные опоры выполняются для линий всех напряжений до 500 кВ. Для обеспечения необходимой плотности бетона применяют виброуплотнение и центрифугирование. Виброуплотнение производится различными вибраторами. Центрифугирование обеспечивает очень хорошее уплотнение бетона и требует специальных машин – цинтрифуг. На воздушных линиях электропередач 110 кВ и выше стойки опор и траверсы портальных опор – центрифугированные трубы, конические или цилиндрические. Железобетонные опоры долговечнее деревянных, отсутствует коррозия деталей, просты в эксплуатации и поэтому получили широкое распространение. Они имеют меньшую стоимость, но обладают большей массой и относительной хрупкостью поверхности бетона, рис. 7.
Рис. 7. Промежуточные железобетонные свободностоящие одноцепные
опоры: а) – со штыревыми изоляторами 6-10 кВ; б) – 35 кВ;
в) – 110 кВ; г) – 220 кВ
Траверсы одностоечных железобетонных опор – металлические оцинкованные.
Срок службы железобетонных и металлических оцинкованных или периодически окрашиваемых опор велик и достигает 50 лет и более.
| ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ. ПРОВЕРКА ОПОР НА ЗАГНИВАНИЕ. |
Степень загнивания опор определяют 1 раз в 3 года после четвертого года установки опор. При наружном осмотре выявляют внешнее круговое загнивание древесины и местное загнивание (отдельные очаги). Простукиванием определяют загнивание сердцевины: чистый звонкий звук характеризует здоровую древесину, глухой указывает на наличие загнивания. Простукивают опоры в сухую и неморозную погоду, так как при простукивании влажной или мерзлой древесины звук искажается.
Глубину загнивания опор измеряют в опасных сечениях (выше уровня грунта на 0,2 — 0,3 метра и в земле на глубине 0,2 — 0,3 метра от уровня грунта) в нескольких точках, расположенных по окружности опоры. Измерение производят прибором, металлическая игла которого прокалывает дерево, фиксируя прилагаемое усилие в ньютонах. Древесина считается здоровой, если на прокол первых слоев требуется приложить усилие более 295Н. Глубину загнивания опор определяют как среднее арифметическое трех измеренных величин. По окончании измерения разрытое место засыпают вынутым грунтом и тщательно трамбуют.
Здоровая часть древесины опор и приставок не должна быть менее определенных допустимых величин. Наименьший допустимый диаметр Од оставшейся здоровой части древесины деревянной опоры и приставки в опасном сечении определяют по формуле:
где Dр — расчетный диаметр опоры или приставки в опасном сечении, принимаемый по проекту; K — допустимый запас прочности в опасном сечении; С — коэффициент износа.
Допустимые запасы прочности и коэффициент износа приведены в следующей таблице.
Допустимые в эксплуатации запасы прочности К деревянных опор и их деталей и коэффициент износа С диаметра опор и их деталей в опасном сечении
Результаты измерений загнивания заносят в ведомость, после чего мастер дает заключение: оставить опору в эксплуатации, взять под контроль, сменить при очередном капитальном ремонте или немедленно. На основании данных о загнивании древесины составляют план и определяют объем работ и потребность в древесине. | |||||||||||||||||
| ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ. ПРОВЕРКА ОПОР НА ЗАГНИВАНИЕ. |
Степень загнивания опор определяют 1 раз в 3 года после четвертого года установки опор. При наружном осмотре выявляют внешнее круговое загнивание древесины и местное загнивание (отдельные очаги). Простукиванием определяют загнивание сердцевины: чистый звонкий звук характеризует здоровую древесину, глухой указывает на наличие загнивания. Простукивают опоры в сухую и неморозную погоду, так как при простукивании влажной или мерзлой древесины звук искажается.
Глубину загнивания опор измеряют в опасных сечениях (выше уровня грунта на 0,2 — 0,3 метра и в земле на глубине 0,2 — 0,3 метра от уровня грунта) в нескольких точках, расположенных по окружности опоры. Измерение производят прибором, металлическая игла которого прокалывает дерево, фиксируя прилагаемое усилие в ньютонах. Древесина считается здоровой, если на прокол первых слоев требуется приложить усилие более 295Н. Глубину загнивания опор определяют как среднее арифметическое трех измеренных величин. По окончании измерения разрытое место засыпают вынутым грунтом и тщательно трамбуют.
Здоровая часть древесины опор и приставок не должна быть менее определенных допустимых величин. Наименьший допустимый диаметр Од оставшейся здоровой части древесины деревянной опоры и приставки в опасном сечении определяют по формуле:
где Dр — расчетный диаметр опоры или приставки в опасном сечении, принимаемый по проекту; K — допустимый запас прочности в опасном сечении; С — коэффициент износа.
Допустимые запасы прочности и коэффициент износа приведены в следующей таблице.
Допустимые в эксплуатации запасы прочности К деревянных опор и их деталей и коэффициент износа С диаметра опор и их деталей в опасном сечении
Результаты измерений загнивания заносят в ведомость, после чего мастер дает заключение: оставить опору в эксплуатации, взять под контроль, сменить при очередном капитальном ремонте или немедленно. На основании данных о загнивании древесины составляют план и определяют объем работ и потребность в древесине. | |||||||||||||||||
| ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ. ИЗМЕРЕНИЯ. |
| Измерение габаритов воздушных линий. Первоначальные габариты воздушной линии в процессе эксплуатации изменяются из-за вытягивания проводов, наклона опор, переустройства существующих или сооружения новых дорог, насыпей и т. д. Габариты измеряют без снятия напряжения при помощи теодолита (угломерный инструмент) и изолирующих штанг, испытанных в соответствии с существующими нормами и со снятием напряжения при помощи веревки, рулетки, рейки. Результаты измерений заносят в ведомость измерения габаритов. Измерение нагрузок и напряжений на воздушных линиях. Нагрузки и напряжения на воздушных линиях напряжением до 1000В измеряют 1 раз в период с 1 октября по 1 января, в часы максимальных нагрузок. Внеочередные замеры нагрузок и напряжений на этих воздушных линиях производят после таких работ, как замена проводов одного сечения на провода другого сечения, изменение схемы, переключение ряда вводов с одной фазы на другую (расфазировка) или при получении сообщения от потребителя о ненормальном напряжении. Нагрузку измеряют на головном участке и ответвлениях, напряжение — на головном участке, удаленных концах магистрали и отдельных вводах. Нагрузку и напряжение на линиях напряжением до 1000В измеряют токоизмерительными клещами с телескопической вышки или опоры, соблюдая при этом правила техники безопасности. Измерения на воздушных линиях выше 1000В выполняют только на головных участках по стационарным приборам, установленным в распределительных пунктах или центрах питания. Результаты измерений заносят в специальные бланки. |
| ХРАНА ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ. ГРОЗОЗАЩИТА. |
| Охрана линии электропередачи. Электромонтер по обходу трасс воздушных линий периодически извещает администрацию заводов, фабрик и других предприятий, прорабов и начальников строительств, начальников жилищно-эксплуатационных контор, по территории которых проходят воздушные линии, о том, что производство каких-либо работ или возведение построек и сооружений вблизи трасс воздушных линий без согласования с эксплуатирующей организацией не разрешается; напоминает о необходимости назначения лиц, ответственных за трассы воздушных линий на территории предприятий, следит за отсутствием работ в охранной зоне (по 10 метров от крайних проводов воздушной линии до 10кВ). Устройство грозозащиты. На воздушных линиях напряжением до 1кВ разрядники не устанавливают. На опорах ВЛ напряжением до 1кВ для защиты людей, находящихся в зданиях, от грозовых перенапряжений в населенных открытых местностях, не экранированных высокими зданиями, выполняют заземляющие устройства. Сопротивление заземляющих устройств не должно превышать 30Ом. Расстояние между ними, должно быть не более 200 метров для районов со средней грозовой деятельностью (10 — 40 грозовых часов в год) и не более 100 метров — для районов с повышенной грозовой деятельностью (более 40 грозовых часов в год). Кроме того, заземляющие устройства выполняют на опорах с ответвлениями к вводам в здания, где может быть большое скопление людей (школы, больницы, клубы) или представляющие большую ценность (склады, животноводческие помещения), а также на конечных опорах линий, имеющих ответвления к вводам. Наибольшее расстояние от ближайшего защитного заземления должно быть не более 100 метров для районов со средней грозовой деятельностью. Эти устройства используют для повторного заземления нулевого провода. На воздушной линии напряжением 6 — 10кВ, проходящих по населенной застроенной местности, разрядники устанавливают при несоблюдении определенных габаритов проводов на участках пересечения воздушной линии 6 — 10кВ с линией электропередачи напряжением 35кВ и выше и на кабельных вставках в ВЛ. В последнем случае разрядники устанавливают на обоих концах кабеля. |
| НАДЗОР ЗА СТРОИТЕЛЬСТВОМ ЛИНИЙ. ПРИЕМКА В ЭКСПЛУАТАЦИЮ. |
Надзор за строительством линий. Администрация сетевого района при сооружении новых воздушных линий знакомится до начала работ с проектной документацией и организует периодический технический контроль за строительными и монтажными работами.
Для этой цели выделяют квалифицированных электромонтеров, предварительно получивших инструктаж от инженера или мастера района. Электромонтер на месте контролирует правильность технологии и качество монтажа воздушной линии. При сооружении новой воздушной линии, принципиально отличающейся от существующих в районе, руководство района откомандировывает на строительство монтеров и мастеров для ознакомления с новыми методами монтажа и, практического освоения их.
Приемка линий в эксплуатацию. После окончания монтажных работ по сооружению воздушной линии комиссия монтажной организации производит предварительную приемку смонтированной ВЛ и составляет акт предварительной приемки. Перед сдачей воздушной линии в эксплуатацию устраняют все дефекты и недоделки, отмеченные в акте предварительной приемки.
При сдаче-приемке воздушной линии производят следующие испытания: на воздушной линии напряжением до 1000В проверяют все габариты проводов и фазировку воздушной линии, испытывают сопротивление изоляции мегомметром на 1000В, измеряют сопротивление заземления опор. На воздушных линиях напряжением выше 1000В проверяют также сопротивление соединений проводов и измеряют сопротивление изоляции мегомметром на 2500В.
Приемочная комиссия энергоуправления на основании личного осмотра воздушной линии, ознакомления с технической документацией, подготовленной строительно-монтажной организацией, и произведенных испытаний дает письменное разрешение на включение воздушной линии под напряжение.
Включение вновь сооруженных воздушных линий под напряжение производится эксплуатационным персоналом после получения письменного разрешения приемочной комиссии и письменного сообщения строительно-монтажной организации о том, что работы на воздушной линии окончены, персонал удален, заземление снято и воздушная линия подготовлена к включению под напряжение. Включение линии производят «толчком» на рабочее напряжение, после чего проверяют фазировку линии.
При нормальной работе воздушной линии составляют акт о включении воздушной линии и приемке ее в эксплуатацию. С момента подписания акта воздушная линия переходит в ведение эксплуатирующей организации.
Строительно-монтажная организация передает приемочной комиссии следующую техническую документацию:
|