Logo

Многогранные стальные опоры − новые возможности проектирования надёжных линий электропередачи

Боков Г.С., к.т.н., АО «НТЦ ФСК ЕЭС»
Гореленко Е.Б., АО «НТЦ ФСК ЕЭС»
АО «НТЦ ФСК ЕЭС», являясь правопреемником института ОАО «РОСЭП» («Сельэнергопроект»), обладает большим опытом проектирования электросетевых объектов, а также разработки опор и элементов конструкций ВЛ, за десятилетия работы была создана база проектной и научно-технической документации по ВЛ напряжением 0,4-220 кВ. АО «НТЦ ФСК ЕЭС» продолжает разрабатывать проектную и нормативно-техническую документацию, отвечающую современным требованиям. Кроме того, как отмечалось ранее в выпусках РУМ, начата работа по актуализации архива проектов, разработанных в ОАО «РОСЭП».
В рамках реализации указанной программы планируется, в частности, провести актуализацию проектов по многогранным стальным опорам для ВЛ разных классов напряжения в части расширения регионов и РКУ их применения, доработки конструкции стоек и элементов опор с учётом требований заводов-изготовителей, проектных
и электросетевых организаций.
В ОАО «РОСЭП» были разработаны проекты по многогранным стальным опорам, в том числе, опоры ВЛ 6-10 кВ, двухцепные опоры ВЛ 10-35 кВ, многогранные стальные опоры ВЛ 110 и 220 кВ, многогранные стальные опоры ВЛ 6-20 кВ с защищёнными проводами, многогранные стальные опоры ВЛ 6-20 кВ для установки в вечномерзлых грунтах. Одновременно были проведены исследования и выполнена разработка:
Технических требований к многогранным стальным опорам ВЛ 220-500 кВ;
Методических указаний по применению многогранных стальных опор ВЛ 220-500 кВ.

ВВЕДЕНИЕ

В области распределения электроэнергии будущее, несомненно, за беспроводными технологиями. Однако сейчас подача электрической энергии в жилые дома и на предприятия осуществляется по воздушным и кабельным линиям электропередачи с использованием различных материалов, конструкций и электрооборудования. В ближайшей перспективе ВЛ будут оставаться наиболее эффективным каналом передачи электроэнергии от её источников до энергопринимающих установок потребителей. Первые опоры ВЛ были деревянными и начали применяться массово с конца ХIХ века. Доступность, относительно невысокая стоимость и соответствующие характеристики древесины соответствовали техническим требованиям, предъявляемым к опорам того времени. По мере увеличения классов напряжения ВЛ провода становились более тяжёлыми, возрастали механические нагрузки на опоры. В результате для изготовления опор стали использовать устойчивые к нагрузкам и воздействию внешней среды материалы. В 1925 году появилась первая линия на металлических опорах с использованием решётчатых конструкций.

Стремительный рост электросетевого строительства в середине прошлого столетия привёл к тому, что каждую пятилетку протяжённость ВЛ увеличивалась вдвое. Высокие темпы строительства стали возможными в результате применения промышленных технологий производства опор. В конце 60-х годов была проведена унификация опор, которая определила основные типы конструкций опор, используемых при проектировании и строительстве. В стремлении минимизировать (даже исключить) последствия от повреждения электрических сетей наука предлагает новые технологические решения и разработки, которые в полной мере коснулись опор нового поколения.

1. МНОГОГРАННЫЕ ОПОРЫ РАСШИРЯЮТ ВОЗМОЖНОСТИ ДИЗАЙНА ВЛ

Заводами России освоено производство многогранных стальных опор (МСО), которые много лет находят применение в электрических сетях напряжением 35-110 кВ (рисунок 1), напряжением 220 кВ и выше технически развитых зарубежных стран (особенно во Франции, Италии и Испании). Аналогичные опоры используются для организации уличного освещения, изготовления телекоммуникационных башен, опор контактной сети железнодорожного и городского электрического транспорта. Опоры представляют собой полые, металлические, (8-16)-гранные стойки переменного сечения, изготавливаемые из листа оцинкованной стали толщиной (3-6) мм.

1а 1б
а) б)

Рисунок 1 – Воздушная линия с многогранными стальными опорами: а) 10 кВ; б) 35-110 кВ

Применение многогранных стальных опор при проектировании и строительстве ВЛ в сравнении с железобетонными опорами (ЖБО) позволяет:

  • снизить вероятность повреждения конструкций ВЛ;
  • сократить затраты на транспортировку МСО вследствие уменьшения их массы в (3-4) раза (в сравнении с ЖБО);
  • свести на нет повреждения опор при погрузочно-разгрузочных работах;
  • повысить долговечность опор примерно в 2 раза (в сравнении с ЖБО) при их использовании в неагрессивных и агрессивных грунтах;
  • увеличить длительность срока эксплуатации (до 50 лет), то время как первые признаки разрушения железобетонных вибростоек наблюдаются через 5 лет с последующим ежегодным снижением их прочности;
  • снизить затраты при строительстве ВЛ (в особенности в вечно-мёрзлых грунтах Севера и болотистых грунтах Западной Сибири;
  • создать конструкции ВЛ, не нарушающих экологию и восприятие окружающего ландшафта (рисунок 2).