Проектирование воздушных линий электропередачи

30 июля 2019

Обеспечение электричеством потребителей всегда связано со строительством линий. Наибольшее распространение в сельской местности, на открытых пространствах получили именно воздушные линии электропередач. По сравнению с кабельными они имеют меньшую стоимость и плотность застройки. В городах и крупных населенных пунктах, как правило, этот вид не используется.

Однако без проектирования и строительства воздушных линий электропередач сейчас невозможно обойтись. С экономической точки зрения это наиболее выгодный способ передачи энергии на большие расстояния. Передача под высоким напряжением (110 кВ и выше) позволяет с минимальными потерями обеспечить отдаленные районы электричеством.

Воздушная линия электропередачи – это устройство, служащее для передачи электроэнергии по проводам. Расположены такие ЛЭП на открытом воздухе и представляют собой трассы, то есть полосы земли, на которых с определенным промежутком смонтированы опоры.

Расчет и проектирование воздушных линий электропередач является важной частью строительства, потому как от результатов будет зависеть не только стабильность и качество поставляемой в дома потребителей энергии, но и безопасность. Поэтому осуществлять все этапы должны только опытные профессионалы, которые имеют достаточную квалификацию.

Нормативы строительства и проектирования воздушных ЛЭП

Процесс планирования и возведения трассы подробно описан в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ), при чем информация об этапах и мероприятиях носит характер не рекомендации, а предписания. В данном документе изложены основные принципы проектирования воздушных линий электропередач до 110 кВ и до 500 кВ. Строительство ЛЭП с большим напряжением осуществляется по специальным нормам и регламентам.

Возведение опор попадает под классификацию строительных работы, поэтому монтаж любых конструкций попадает под требования СНиП. Также ориентиром для проектировщиков служат действующие директивные документы, касающиеся сооружению и эксплуатации ВЛ. Важно учитывать перспективу развития электросети. Поэтому при проектировании и строительстве воздушных линий электропередач следует брать во внимание документацию с изложением вопроса развития на 5-10 лет.

Из чего состоит воздушная ЛЭП

Главные элементы трассы – опоры и провода. Также немаловажными конструктивными частями являются:

  • Траверсы – специальные конструкции, не допускающие соприкосновения проводов на всем протяжении линии;
  • Изоляторы – бывают двух видов. Штыревые могут применяться на линиях с напряжением до 35 кВ (включительно), они монтируются на опоры при помощи специальных крепежных элементов, а провода соединяются с ними при помощи проволочной вязки. Подвесные изоляторы могут быть установлены как на линии до 35 кВ, так и на ЛЭП 110 кВ и выше. Эти элементы состоят из фарфоровой или стеклянной основной части и соединяются при помощи металлической арматуры друг с другом в виде гирлянд. Провода крепятся зажимами и специальными деталями;
  • Контуры заземления;
  • Линейная арматура – необходима для соединения изоляторов и их элементов с проводами и опорами;
  • Разрядники – аппараты для ограничения перенапряжений;
  • Грозозащитные тросы – стальные или сталеалюминиевые канаты, стянутые из нескольких проволок.

Выбор проводов при проектировании воздушных ЛЭП

Основным токопроводящим материалом в настоящее время служит алюминий. Однако он не отличается высокой прочностью, поэтому при производстве проводов его используют вместе со сталью. Из этого материала выполняют сердечник провода, а затем вокруг обвивают тонкие алюминиевые проволоки. Многопроволочные провода отличаются гибкостью. Сталеалюминиевые провода монтируются на линиях с напряжением свыше 1000 В, алюминиевые чаще всего протягиваются на трассах до 35 кВ и в редких случаях – до 110 кВ.

Также для строительства воздушных ЛЭП иногда выбирают и другие виды проводов: стальные (на ЛЭП до 1000 В и на сельских до 36 кВ), в особых случаях берутся медные, бронзовые и сталебронзовые (наименее распространены ввиду дефицита меди).

Выбор опор при проектировании воздушных линий электропередач

Данные конструкции проектируются специально для протягивания высоковольтных линий. Устанавливаются они непосредственно в грунт или на оборудованный фундамент. Если трасса пролегает через линейные сооружения (мосты, тоннели), то провода крепятся с помощью кронштейнов и стоек. При протяжке ЛЭП в ущельях пользуются вантовыми тросовыми растяжками.

Однако в большинстве случаев используют именно опоры. Они могут быть разными в зависимости от их положения на линии и способа крепления проводов (анкерные или промежуточные). Изготавливаются из нескольких видов материалов:

  • Деревянные;
  • Железобетонные;
  • Металлические.

Деревянные опоры. Имеют небольшую стоимость (что важно для расчетов и проектирования воздушных линий электропередач) и достаточно просты в изготовлении. Эти преимущества актуальны для районов, богатых лесными ресурсами. Однако имеются и недостатки: дерево подвержено гниению, поэтому перед монтажом их следует обрабатывать антисептиками и тщательно следить за их состоянием в процессе эксплуатации.

ЖБИ. Могут устанавливаться на территориях с расчетной температурой воздуха до -55 градусов по Цельсию. Основой являются центрифугированные железобетонные стойки, в дополнение используются различные крепежные элементы (хомуты, сквозные болты, узлы крепления и т.д.). При проектировании воздушных ЛЭП следует учитывать высокую стоимость этого материала и его низкие прочностновесовые характеристики. Установку таких опор производят в специально подготовленные цилиндрические котлованы. Достоинством ЖБИ является повышенная устойчивость к разрушающим факторам внешней среды.

Металлические опоры. Основным сплавом, применяемым при производстве, является сталь. Для продления срока службы их следует окрашивать, защищая таким образом от коррозии. Установку производят на железобетонные фундаменты. Могут применяться на линиях электропередач с напряжением 35 кВ и более.

По своему назначению опоры классифицируются на:

  • Промежуточные. Устанавливаются на прямых участках трассы ЛЭП. Не предназначены для натяжения, служат лишь для поддержания проводов и тросов. Обычно промежуточные опоры составляют примерно 80-90% от всего числа конструкций на линии.
  • Анкерные. Могут воспринимать нагрузки, создаваемые разностью натяжения проводов и тросов. Здесь могут использоваться железобетонные стойки повышенной прочности для усиления конструкций. Устанавливаются на прямых участках трассы ЛЭП, проходящих через естественные преграды и дороги для ограничения анкерного пролета и в местах изменений числа и марок проводов.
  • Угловые. Эксплуатируются в местах смены направления трассы. Воспринимают нагрузки разного уровня: при небольших углах поворота до 30° монтируют угловые промежуточные опоры, а при повороте на величину более 30 градусов – анкерные.
  • Концевые. Начинают или замыкают трассу воздушной ЛЭП. Сконструированы таким образом, чтобы выдерживать одностороннюю нагрузку, создаваемую тяжением проводом и тросов.
  • Специальные. Это разные типы опор, предназначенные для решения особых задач:
  1. Перекрестные – для установки в местах пересечения ВЛ двух направлений;
  2. Ответвительные – для организации отводов дополнительных линий от основной магистрали;
  3. Транспозиционные – монтируются при необходимости изменения порядка расположения проводов;
  4. Противоветровые – призваны усилить механическую прочность и устойчивость данного участка трассы.

Источник: nskenergo.ru

Металлоконструкции для ЛЭП в Алматы