Soportes de líneas eléctricas y su clasificación. Líneas aéreas de transmisión de energía: diseño, tipos, parámetros ¿Cuáles son los nombres correctos de los postes eléctricos?

Diseño de soportes para líneas aéreas de transmisión de energía.

Diseño de soporte

Los diseños de soportes para líneas aéreas de transmisión de energía son muy diversos y dependen del material del que está hecho el soporte (metal, hormigón armado, madera, fibra de vidrio), la finalidad del soporte (intermedio, angular, transposición, transición, etc.) , y de las condiciones locales del trazado de la línea (zona poblada o despoblada, condiciones montañosas, zonas con suelos pantanosos o blandos, etc.), tensión de la línea, número de circuitos (circuito simple, circuito doble, circuito múltiple), etc. .

Los siguientes elementos se pueden encontrar en el diseño de muchos tipos de soportes:

1. El stand es el principal elemento integral de la estructura de soporte, a diferencia de otros elementos que pueden faltar. El bastidor está diseñado para proporcionar las dimensiones requeridas de los cables (el tamaño del cable es la distancia vertical desde el cable en el tramo hasta las estructuras de ingeniería atravesadas por la ruta, la superficie de la tierra o el agua). La estructura de soporte puede tener uno, dos, tres o más postes.

A	b

Dibujo. Soportes de línea aérea: a – soporte de dos postes; b – soporte de tres postes.

Un soporte de soportes metálicos tipo celosía se llama baúl. El cañón suele ser una pirámide de celosía truncada tetraédrica hecha de perfiles de acero laminados (ángulo, fleje, chapa) y consta de una correa, una celosía y un diafragma. La celosía, a su vez, tiene varillas y puntales de refuerzo, así como conexiones adicionales.



Dibujo. Elementos estructurales de un soporte metálico: 1 – cinturón del poste de soporte; 2 – varillas de soporte que forman la rejilla; 3 – diafragma; 4 – atravesar; 5 – soporte de cables.

2. Puntales: se utilizan para soportes de esquinas, extremos, anclajes y derivaciones de líneas aéreas con voltaje de hasta 10 kV. Toman parte de la carga del soporte tirando unilateralmente del cable.



Dibujo. Soporte de esquina con dos puntales: 1 – soporte; 2 – puntal.

3. Accesorio (hijastro): parcialmente enterrado en el suelo, la parte inferior de la estructura de un soporte de línea aérea combinada con un voltaje de hasta 35 kV, que consta de postes de madera y accesorios de hormigón armado.
4. Los tirantes son elementos inclinados de un soporte que sirven para fortalecer su estructura y conectar varios elementos de soporte entre sí, por ejemplo, un poste con un travesaño o dos postes de soporte.



Dibujo. Elementos estructurales de un soporte combinado: 1 – poste de soporte de madera; 2 – accesorio de hormigón armado (hijastro); 3 – corsé; 4 – atravesar.

5. Barra transversal: permite sujetar los cables de la línea eléctrica a una cierta distancia (permisible) del soporte y entre sí.

Dibujo. Travesaños de soportes: a - para soportes de hormigón armado 10 kV; b - para soportes de hormigón armado 110 kV.

La mayoría de las veces se pueden encontrar travesaños en forma de una estructura metálica rígida, pero también hay travesaños de madera y de materiales compuestos.



Dibujo. Viga transversal de soporte de línea aérea de 110 kV fabricada en materiales compuestos

Además, en los soportes en forma de V del tipo “nabla” y en los soportes en forma de U se pueden encontrar los llamados travesaños flexibles.



Dibujo. Soporte de catenaria con cruceta “flexible”

En algunos diseños de soporte, las crucetas pueden estar ausentes, por ejemplo, soportes de líneas aéreas de madera u hormigón armado con tensiones de hasta 1 kV, soportes de líneas aéreas con cables aislados autoportantes con tensiones de hasta 1 kV y soportes de anclaje de líneas aéreas de cualquier voltaje, donde cada fase está montada en un soporte separado.



Dibujo. Apoyo sin travesía

6. La base es una estructura incrustada en el suelo y que le transfiere cargas desde soportes, aisladores, cables e influencias externas (hielo, viento).



Dibujo. Cimentación de hormigón armado en forma de seta

Para soportes de un solo poste, en los que el extremo inferior del poste está empotrado en el suelo, la parte inferior del poste sirve como base; para soportes metálicos se utilizan pilotes o hormigón armado prefabricado en forma de hongo, y al instalar soportes de transición y soportes en pantanos, se utilizan cimientos de hormigón monolítico.



Dibujo. Pilotes de hormigón armado utilizados en cimentaciones de uno o varios pilotes para soportes de líneas aéreas



Dibujo. Soporte de línea de transmisión de energía sobre cimientos de pilotes.

7. Travesaño: aumenta la superficie lateral de la estructura subterránea a partir de postes de hormigón armado y estribos de soportes metálicos. Las barras transversales aumentan la capacidad de la base para soportar cargas horizontales que actúan sobre el soporte, evitando que se vuelque debido a las fuerzas gravitacionales de los cables cuando se construyen soportes en suelo blando.



Dibujo. Cimentación de hormigón armado en forma de seta (1) con tres travesaños (2)

8. Chicos: diseñados para aumentar la estabilidad de los soportes y absorber las fuerzas de la tensión del cable.



Dibujo. Soporte asegurado con tensores

La parte superior del tensor se fija al poste o travesaño del soporte, y la parte inferior al anclaje o losa de hormigón armado. Además, la estructura del tensor puede incluir un acoplamiento de tensión: un cordón.

Dibujo. Parte inferior del chico.

9. Soporte para cables: la parte superior del soporte, diseñada para soportar el cable de protección contra rayos. Suele ser una aguja trapezoidal en la parte superior del soporte. El soporte puede tener uno o dos soportes para cables (en soportes en forma de U también existen soportes sin soporte para cables);

Información general sobre soportes de líneas eléctricas.

Los soportes de líneas de transmisión de energía son estructuras que sirven para soportar cables con corriente y cables de protección contra rayos sobre la superficie terrestre. Vienen en varias formas y tamaños. Los soportes pueden ser de hormigón armado, madera, metal o incluso materiales compuestos. Los elementos principales del soporte de la línea de transmisión de energía son bastidores, cimientos, travesaños (barras transversales sobre las que se sujetan los cables), también se utilizan a menudo soportes de cables y vientos.

SOPORTES DE ANCLAJE PARA LÍNEAS ELÉCTRICAS
Existen anclajes y soportes intermedios para líneas eléctricas. El diseño robusto de los soportes de anclaje puede soportar fuerzas importantes debidas a la tensión del cable; Los soportes de anclaje de las líneas eléctricas se instalan al principio y al final de las líneas eléctricas, en las curvas, cuando las líneas eléctricas cruzan pequeños ríos, vías férreas, carreteras y puentes.
Un tipo de soportes de anclaje: los soportes de transición se utilizan al cruzar líneas eléctricas de ríos y otros obstáculos grandes. ¡Son los soportes de transición los que soportan las cargas más pesadas y pueden alcanzar una altura de hasta 300 metros! Estos postes son los más pesados ​​y altos de todos los postes de líneas eléctricas; a menudo están pintados en colores brillantes, por ejemplo, a menudo se encuentran postes rojos y blancos, y también se utilizan colores naranja, gris y otros. Para obtener más detalles sobre los soportes de transición, consulte el ensayo correspondiente http://io.ua/s73072.

SOPORTES PARA LÍNEAS ELÉCTRICAS INTERMEDIAS
Los soportes intermedios tienen una estructura menos duradera que los de anclaje; Por lo general, sirven para soportar alambres y cables en secciones rectas de rutas de líneas eléctricas. La mayoría de los soportes de las rutas son intermedios. Como regla general, un soporte intermedio se puede distinguir de un anclaje por la siguiente característica: si las guirnaldas de aisladores cuelgan perpendiculares a la superficie de la tierra, entonces el soporte es intermedio. Y sobre los soportes de anclaje, los cables se fijan en abrazaderas de guirnaldas tensoras; estas guirnaldas son como una continuación de la línea y están ubicadas en un ángulo agudo con la superficie de la tierra, y a veces casi paralelas.
Además, los soportes de líneas eléctricas se dividen en:
- transposicional (para cambiar el orden de las fases),
- rama,
- cruz,
- aumentó, disminuyó, etc.
Según la cantidad de cables suspendidos (circuitos), los soportes se dividen en circuitos simples y múltiples; por diseño: de un solo poste, en forma de A y AP, en forma de U, en forma de V (por ejemplo, tipo "Nabla"), tipo "vaso de chupito", etc.

SOPORTES PARA LINEAS ELÉCTRICAS DE MADERA
Hoy en día se utilizan principalmente soportes de líneas eléctricas de hormigón armado y metal. Se instalaron soportes de madera para líneas de transmisión en líneas eléctricas con tensiones de hasta 220 kV. Los soportes para las líneas eléctricas generalmente se fabricaban con postes de pino y alerce impregnados con un compuesto anti-podredumbre (antiséptico). A menudo, los soportes de madera se reforzaban sobre soportes de hormigón armado (hijastros) o pilotes. Los soportes de madera para líneas eléctricas eran baratos, relativamente fáciles de fabricar y de funcionamiento fiable. La primera gran línea de transmisión de energía soviética, la central eléctrica del distrito estatal de Kashirskaya, Moscú, con un voltaje de 110 kV y una longitud de 120 km, se construyó sobre postes de madera. Hoy en día ya no se construyen líneas eléctricas con postes de madera.

SOPORTES PARA LÍNEAS ELÉCTRICAS DE HORMIGÓN ARMADO
Los soportes de hormigón armado para líneas de transmisión de energía, cuyo diseño fue desarrollado en la URSS en 1933, tienen una mayor resistencia mecánica. Sin embargo, debido a la falta de una base industrial, su uso masivo en la construcción de líneas eléctricas de todos los voltajes no comenzó hasta 1955. Las ventajas de los soportes para líneas de transmisión de hormigón armado son la simplicidad de diseño y la capacidad de fabricación de la producción en fábrica. Estas torres de transmisión de energía suelen tener una sección transversal circular o rectangular y están hechas principalmente de hormigón armado pretensado.
Los más habituales son los soportes intermedios de líneas eléctricas de hormigón armado monoposte con crucetas metálicas, que se instalan directamente en el suelo. Además, en líneas eléctricas con un voltaje de 110-500 kV, se utilizaron ampliamente soportes de líneas de transmisión de hormigón armado intermedios y de esquina de anclaje con tirantes.

SOPORTES METÁLICOS PARA LÍNEAS ELÉCTRICAS
Los soportes metálicos para líneas de transmisión tienen menos peso que los de hormigón armado y una alta resistencia mecánica. Esto le permite crear soportes de considerable altura, diseñados para cargas pesadas. Se utilizan en líneas eléctricas de todos los voltajes, a menudo en combinación con soportes intermedios de hormigón armado. Los soportes metálicos para líneas de transmisión son indispensables en líneas con cargas pesadas (por ejemplo, en cruces).
Los soportes metálicos para líneas de transmisión de energía están hechos principalmente de acero y, en algunos casos, de aleaciones de aluminio. Según el método de fabricación, los soportes metálicos para líneas de transmisión se dividen en soldados, que provienen de fábricas en forma de secciones terminadas, y atornillados, que se ensamblan en la ruta a partir de elementos individuales (puntales, varillas, cordones) sobre pernos.
Los soportes metálicos se dividen en dos grandes grupos: celosías y MGS (bastidores doblados multifacéticos). Si los primeros son bien conocidos por todos, entonces las UGI apenas comienzan a generalizarse en los países de la CEI. Puede encontrar mucha información útil sobre estos soportes en el sitio web www.energobud.com.ua
Por voltaje, las líneas eléctricas dentro de la CEI se dividen en 35 kV, 110 kV, 154 kV (150 kV), 220 kV, 330 kV, 400 kV, 500 kV, 750 kV, 800 kV, 1150 kV y 1500 kV. La mayoría de las líneas eléctricas del mundo funcionan con corriente alterna, pero también hay líneas que funcionan con corriente continua, por ejemplo, la línea eléctrica de CC Volgogrado-Donbass (puede leer sobre estas líneas eléctricas aquí http://io.ua /s91331).

CLASES DE TENSIÓN DE LÍNEA ELÉCTRICA
Puede resultar difícil para un no especialista determinar con precisión el voltaje en una línea eléctrica, pero, por regla general, esto se puede hacer de una manera sencilla: contando cuántos aisladores en una guirnalda están suspendidos en una cruceta. Por tanto, las líneas eléctricas de 35 kV tienen de tres a cinco aisladores en cada guirnalda. Pero en las guirnaldas de líneas eléctricas de 110 kV ya hay de seis a diez aisladores. Si hay de diez a quince aisladores, entonces se trata de una línea eléctrica de 220 kV.
Si los cables de la línea eléctrica se dividen en dos (esto se llama división), entonces la línea puede tener un voltaje de 330 kV. Si hay tres cables en cada fase, entonces 500 kV, si hay cuatro cables, entonces 750 kV.
Hay excepciones a cada regla. Así, las líneas de 220 kV y 150 kV tienen división, aunque esto es típico de las líneas de 330 kV. Las líneas eléctricas de 330 kV, en casos especiales, pueden funcionar sin dividirse.
Las líneas eléctricas de 35 kV -110 kV se utilizan en todas partes como redes de distribución (por ejemplo, una línea eléctrica de 110 kV puede alimentar una subestación que alimenta una pequeña aldea o un microdistrito). La clase de 150 kV es un análogo más avanzado de las cien decenas; este voltaje se utiliza en el sistema eléctrico de Dneproenergo y algunas áreas adyacentes, así como en el sistema eléctrico de Kola (Península de Kola). Esta clase de tensión llegó a la URSS a principios de los años 30, junto con el equipamiento estadounidense de la empresa General Electric para la central hidroeléctrica del Dniéper.
Las líneas eléctricas de 220 kV se utilizan principalmente para conectar centrales eléctricas con subestaciones y grandes consumidores. Las líneas de 330 kV a menudo se construyen a largas distancias, para la comunicación entre potentes centrales eléctricas y subestaciones (interconexiones) y, a veces, para las necesidades de empresas que consumen mucha energía. Las líneas con tensiones de 400 kV, 500 kV y 750 kV y superiores también se utilizan para conexiones entre sistemas y para transmitir electricidad a largas distancias, incluso a países vecinos.

UNIFICACIÓN DE SOPORTES DE LÍNEAS ELÉCTRICAS EN LA URSS
En 1976, en relación con la unificación de los soportes de líneas de transmisión de energía en la URSS, se adoptó el siguiente sistema para designar soportes de metal y hormigón armado de 35-330 kV:
las letras P y PS indican soportes intermedios,
PVS: intermedio con conexiones internas,
PU o PUS - esquina intermedia,
PP - transición intermedia,
UN EE. UU. - rincón del ancla,
K o KS - finales.
La letra B indica soportes de hormigón armado y su ausencia indica que los soportes son de acero. Los números 35, 110, 150, 220, etc., después de las letras indican el voltaje de la línea, y los números detrás de ellos indican el tamaño estándar de los soportes. Se añaden las letras U y T respectivamente a la designación de los soportes intermedios utilizados como soportes de esquina y con soporte de cables. Y en la construcción moderna de redes eléctricas se observa una “desunificación”, se están desarrollando nuevos soportes originales, diseñados para las condiciones de una ruta de línea específica. Así, en los países desarrollados ya se ha abandonado el uso masivo de proyectos estándar. Cada línea debe construirse teniendo en cuenta todos los matices del relieve, clima, etc.

CLASIFICACIÓN DE SOPORTES DE LÍNEAS ELÉCTRICAS POR APARIENCIA GENERAL

Soportes de torre
Clásico, el más común de todos los soportes para líneas eléctricas de alta tensión. Pueden tener de uno a 9 travesaños paralelos y se utilizan para líneas eléctricas de circuito simple, doble o múltiple. Todos los soportes de las torres de celosía tienen una característica común: su tronco se estrecha desde la base hasta la parte superior. Dividido en dos familias:
- celosía de cañón ancho (si la base del mástil es más ancha que un vagón de carga, ver foto 1). Estos son los soportes más comunes. Pueden ser de cadena simple (“tipo Crimea”), de cadena doble (tipo “barril”) y de cadena múltiple.
Los representantes más interesantes de los soportes de torre de circuito único son los soportes en forma de T para líneas de CC.
- celosía de base estrecha (en consecuencia, su base es algo más estrecha que la base de un vagón de carga).

Portal apoya
Soportes de metal, madera u hormigón armado, que se asemejan a la letra “P” o la letra “N”. Se utilizan ampliamente en líneas eléctricas de 330-750 kV. Como regla general, de cadena única.

Soportes en forma de AP
Soportes de un solo circuito creados con tubos metálicos soldados, MGS o madera, que se asemejan a la letra “A” en el perfil y a la letra “P” en el frente. La sección transversal de las tuberías en estos soportes puede alcanzar los 1300 mm y la altura puede superar los 80 m.
La foto 4 muestra un ejemplo de soporte tubular al cruzar una línea de 330 kV a través del Dnieper, en Ucrania. Dentro de sus bastidores hay escaleras para subir a la cima, y ​​en total el soporte tiene cuatro patas, cada una de 21 metros de altura (están pintadas en diferentes colores), la altura total del mástil es de unos 85 metros. Puede leer más aquí: http://io.ua/s93360.

Soportes de celosía autoportantes de tres postes
Los soportes de celosía de tres postes, por regla general, se colocan en los giros y transiciones de las líneas eléctricas de 500 kV y 750 kV y se utilizan como anclajes (foto 5).

en forma de L apoya
Son estructuras planas de celosía en forma de L, articuladas con dos cimentaciones. En la parte superior del soporte hay un travesaño para fijar 4 cables portantes que mantienen el soporte en posición vertical. Debajo hay tres travesaños más (raramente dos) para colgar cables. En particular, se utilizaron torres en forma de L como torres de transición para dos líneas aéreas de 110 kV o 220 kV. Su uso nos permitió ahorrar metal y simplificar la cimentación. Era aconsejable utilizar dichos soportes en áreas inundadas de agua durante las inundaciones. Las características de diseño impidieron que estos soportes se generalizaran.

Soportes en forma de Y, "vasos de chupito"
Mástiles de una sola cadena que se asemejan a la letra “Y” o a un vaso (foto 6). Hay diferentes tipos y se utilizan desde hace mucho tiempo tanto aquí como en el extranjero, incluso como de transición (por ejemplo, PS-101). Estos soportes siempre están hechos de metal, generalmente de celosía, con menos frecuencia consisten en postes doblados multifacéticos.

en forma de V,"Nabla"
Los poros intermedios con tirantes se utilizan en rutas de líneas de transmisión de energía de 330-1150 kV, por ejemplo, soportes tipo Nabla para 750 kV. Se parecen a un triángulo invertido: nabla. Exclusivamente monocatenario.

Clase: Soportes tipo gato
Los soportes originales muy interesantes son muy populares en Europa occidental, especialmente en Francia (foto 10).

Soportes de pilares(es decir, no enrejado)
Se trata de soportes a base de pilares de madera, metal u hormigón armado. Los hay de un solo puesto y de portal. Los soportes de hormigón armado de un solo poste son los soportes intermedios para líneas de transmisión de energía más utilizados con voltajes de 35-220 kV. Hace relativamente poco tiempo, se ha generalizado un tipo progresivo de soportes de postes metálicos de una sola columna: el uso de MGS. Para ser más precisos, en los EE.UU. estos soportes se utilizan desde hace bastante tiempo, pero en la CEI apenas están empezando a ganar popularidad. El uso de MGS hizo posible crear soportes de pilares de cadenas múltiples (ver foto 8).
Los soportes de los pilares del portal constan de dos pilares (madera, hormigón armado o MGS) conectados por una viga transversal común. Particularmente extendidos en nuestro país están los soportes de hormigón armado de pórtico monocircuito montados en postes (con conexiones internas) para líneas de 220 y 330 kV (foto 9).

Soportes no estándar
Estos incluyen varios soportes no estándar y exóticos que no pertenecen a esta clasificación, por ejemplo, numerosos soportes decorativos.

2011 "POWERLINER"

Actualizado 20 de enero de 2016. Creado 30 de noviembre de 2010

Los elementos principales de las líneas eléctricas aéreas incluyen: cables, travesaños, aisladores, accesorios, soportes, cables de protección contra rayos, pararrayos, puesta a tierra, dispositivos de sección, líneas de comunicación de fibra óptica (en forma de cables autosoportados separados o integrados en un cable de protección contra rayos, cable de alimentación), equipos auxiliares para necesidades operativas (equipos de comunicación de alta frecuencia, toma de fuerza capacitiva, etc.), así como elementos de marcado para cables de alta tensión y soportes de líneas eléctricas para garantizar la seguridad de las aeronaves. vuelos (los soportes están marcados con una combinación de pinturas de ciertos colores, cables con globos de aviación para marcar durante el día, se utilizan luces de cerca iluminadas para indicar el día y la noche).

Tipos y clasificación de soportes para líneas de transmisión de energía.

Los soportes para líneas de transmisión de energía están diseñados para la construcción de líneas eléctricas y son uno de sus principales elementos estructurales, encargados de sujetar y colgar los cables eléctricos a un determinado nivel.

Dependiendo del método para colgar los cables, los soportes se dividen en dos grupos principales:

• § soportes intermedios sobre los cuales se fijan los cables en abrazaderas de soporte;
• § soportes tipo ancla utilizados para tensar cables; sobre estos soportes los cables se fijan en abrazaderas tensoras.
• § Estos tipos de soportes se dividen en tipos que tienen una finalidad especial.
• § Los soportes rectos intermedios se instalan en tramos rectos de la línea. Sobre soportes intermedios con aisladores suspendidos, los cables se fijan en guirnaldas de soporte que cuelgan verticalmente; sobre soportes con aisladores de pasador, los cables se fijan mediante tejido de alambre.

Figura 4. Esquema del tramo anclado de la línea aérea.

• § En ambos casos, los soportes intermedios perciben cargas horizontales por la presión del viento sobre los alambres y sobre el soporte, y cargas verticales por el peso de los alambres, aisladores y el propio peso del soporte.
• § Los soportes de esquina intermedios se instalan en los ángulos de rotación de la línea con cables suspendidos en guirnaldas de soporte. Además de las cargas que actúan sobre los soportes rectos intermedios, los soportes intermedios y de esquina de anclaje también perciben cargas de los componentes transversales de la tensión de alambres y cables. Con ángulos de rotación de la línea eléctrica de más de 20°, el peso de los soportes de esquina intermedios aumenta significativamente. En ángulos de rotación grandes, se instalan soportes de esquina anclados.

Al instalar soportes de anclaje en tramos rectos de la ruta y suspender cables en ambos lados del soporte con tensiones iguales, las cargas longitudinales horizontales de los cables se equilibran y el soporte de anclaje funciona de la misma manera que uno intermedio, es decir, Solo percibe cargas horizontales, transversales y verticales. Si es necesario, los cables de uno y otro lado del soporte se pueden tensar con diferentes tensiones de cable. En este caso, además de las cargas horizontales transversales y verticales, el soporte se verá afectado por una carga horizontal longitudinal.

Al instalar soportes de anclaje en las esquinas, los soportes de las esquinas de anclaje también absorben la carga de los componentes transversales de la tensión de alambres y cables.

Figura 5. Soporte de anclaje-esquina de una línea de cadenas múltiples

Los soportes finales se instalan en los extremos de la línea. Los cables se extienden desde estos soportes y están suspendidos en los portales de la subestación.

Además de los tipos de soportes enumerados, también se utilizan soportes especiales en las líneas: transposicionales, utilizados para cambiar el orden de los cables en los soportes; ramales: para hacer ramales desde la línea principal; soportes para grandes cruces de ríos y masas de agua, etc.

En las líneas eléctricas se utilizan soportes de madera, acero y hormigón armado. También se han desarrollado estructuras experimentales fabricadas con aleaciones de aluminio.

El acero es el material principal a partir del cual se fabrican los soportes metálicos y diversas partes (travesaños, soportes de cables, vientos) de los soportes. La ventaja de los soportes de acero frente a los de hormigón armado es su alta resistencia con un peso reducido.

Según el diseño del eje, los soportes de acero se pueden clasificar en dos esquemas principales: torre (de una sola columna) y portal según el método de fijación a los cimientos, a soportes independientes y soportes arriostrados; De los elementos de conexión se dividen en soldados y atornillados.

Los soportes están hechos de acero laminado y, en la gran mayoría de los casos, se utiliza un ángulo isósceles; los soportes de transición alta pueden estar hechos de tubos de acero.

En la CEI existen varios centros principales para la producción de estructuras de acero para soportes de líneas de transmisión de energía: central, Ural y Siberia.

Clasificación de soportes de líneas de transmisión de energía.

Los soportes de líneas eléctricas se dividen según los siguientes criterios.

Por finalidad:

• § Los soportes intermedios se instalan en secciones rectas de la ruta de la línea aérea, están destinados únicamente a soportar alambres y cables y no están diseñados para soportar la carga de la tensión de los cables a lo largo de la línea. Normalmente constituyen entre el 80 y el 90% de todos los soportes de líneas aéreas.
• § Los soportes de esquina se instalan en los ángulos de rotación de la ruta de la línea aérea, en condiciones normales, perciben las fuerzas de tensión resultantes de los alambres y cables de tramos adyacentes, dirigidas a lo largo de la bisectriz del ángulo que complementa el ángulo de rotación de la línea; por 180°. En ángulos de rotación pequeños (hasta 15-30°), donde las cargas son pequeñas, se utilizan soportes intermedios angulares. Si los ángulos de rotación son mayores, se utilizan soportes de anclaje de esquina, que tienen una estructura más rígida y sujeción de cables con anclaje.
• § Los soportes de anclaje se instalan en tramos rectos de la ruta para cruzar estructuras de ingeniería o barreras naturales; soportan la carga longitudinal de la tensión de alambres y cables; Su diseño es rígido y duradero.
• § Los soportes finales son un tipo de anclaje y se instalan al final o al principio de la línea. En condiciones normales de funcionamiento, las líneas aéreas perciben la carga procedente de la tensión unilateral de alambres y cables.
• § Soportes especiales: transposicionales - para cambiar el orden de los cables en los soportes; ramales: para instalar ramales desde la línea principal; cruzar: cuando las líneas aéreas se cruzan en dos direcciones; antiviento: para mejorar la resistencia mecánica de las líneas aéreas; transicional: al cruzar líneas aéreas a través de estructuras de ingeniería o barreras naturales.

Según el método de fijación al suelo.

• § Soportes instalados directamente en el suelo.
• § Soportes instalados sobre cimientos.

A propósito

• § Soportes independientes
• § Apoyos con chicos.
• a) circuito simple intermedio sobre vientos de 500 kV
• b) soporte independiente intermedio

Por número de circuitos

• § Cadena única
• § Doble circuito
• § Multicadena

Figura 6. Soportes metálicos

Por voltaje

Los soportes se dividen en soportes para líneas 0,4, 6, 10, 35, 110, 220, 330, 500, 750 kV. Estos grupos de soportes difieren en tamaño y peso. Cuanto mayor es la tensión, mayor es el soporte, más largo es su travesaño y mayor es su peso. El aumento en el tamaño del soporte se debe a la necesidad de obtener las distancias requeridas desde el cable al cuerpo del soporte y al suelo, correspondientes al PUE para diferentes voltajes de línea.

Según el material de fabricación.

• § Hormigón armado - hecho de hormigón armado con metal. Para líneas de 35-110 kV y superiores, se suelen utilizar soportes de hormigón centrifugado. La ventaja de los soportes de hormigón armado es su resistencia a la corrosión y a los efectos de los reactivos químicos en el aire.
• § Metal: fabricado con grados especiales de acero. Los elementos individuales están conectados mediante soldadura o pernos. Para evitar la oxidación y la corrosión, la superficie de los soportes metálicos se galvaniza o se pinta periódicamente con pinturas especiales.

Figura 7. Soporte de línea eléctrica de hormigón armado

Figura 8. Soporte metálico para líneas eléctricas.

• § Los soportes metálicos se dividen a su vez en:
• § Soportes de celosía metálica
• § Soportes poliédricos metálicos
• § De madera: hecho de troncos redondos. Los más habituales son los soportes de pino y algo menos habituales los de alerce. Los postes de madera se utilizan para líneas con tensiones de hasta 220 kV inclusive en la CEI y hasta 345 kV en EE. UU. Las principales ventajas de estos soportes son su bajo costo (si se dispone de madera local) y su facilidad de fabricación. La principal desventaja es la pudrición de la madera, especialmente intensa en el punto de contacto del soporte con el suelo. La impregnación de madera con antisépticos especiales aumenta su vida útil de 4-6 a 15-25 años. Para aumentar la vida útil, un soporte de madera generalmente no se hace a partir de un tronco entero, sino de uno compuesto: de un poste principal más largo y una silla corta, un hijastro o un poste de hormigón armado. La silla se fija al poste principal mediante una banda de alambre. Se utilizan ampliamente soportes compuestos de madera con sillas de hormigón armado. Los soportes de madera se fabrican en forma de A o de U. La estructura en forma de U es más estable, pero requiere una mayor inversión debido al mayor consumo de material en comparación con la en forma de A.

Figura 9. Soporte de línea eléctrica de madera en forma de U

La vida útil de los soportes de hormigón armado y metal galvanizado o pintado periódicamente alcanza los 50 años o más. El costo de los soportes de metal y hormigón armado supera significativamente el costo de los soportes de madera. La elección de un material particular para los soportes está determinada por consideraciones económicas, así como por la disponibilidad del material apropiado en el área donde se construye la línea.

Con base en muchos años de práctica en la construcción, diseño y operación de líneas aéreas, se determinan los tipos y diseños de soportes más adecuados y económicos para las correspondientes regiones climáticas y geográficas y se lleva a cabo su unificación.

¿Qué asociaciones surgen al mencionar las líneas eléctricas aéreas? Por supuesto, los cables se estiran en el aire de un soporte a otro o de un pilar a un poste. Además, visualmente, cuanto mayor es el tramo entre los soportes, más se estiran los cables, por lo tanto, más alto debe ser el soporte. De hecho, no existe una relación directa entre la altura del soporte y la longitud del tramo.

La base para el diseño de líneas eléctricas es el voltaje de la línea aérea y su potencia. Con su ayuda se calcula la sección transversal y el tipo de alambre (cable), a partir de la sección transversal se determina el peso del cable, a partir de la longitud de los anclajes y los tramos intermedios se calculan, así como los tipos y tamaños de los soportes. el peso. Además, el tipo de soporte depende de la cantidad de “hilos” de cables que se planean para la sección de la línea eléctrica, qué ramales habrá que realizar, etc.

Tipos de soportes para líneas de transmisión

En el proceso de desarrollo de líneas de transmisión eléctrica se han establecido cuatro tipos de soportes en función del material con el que están fabricadas:

• Soportes de madera;
• Soportes de hormigón armado;
• Soportes metálicos;
• Soportes prefabricados.

Lo primero es lo primero.

Postes de transmisión de energía de madera.

El soporte de madera es históricamente el más antiguo de todos los tipos de soporte. Por diseño, un soporte de madera es un poste hecho de madera de coníferas, mediante el método de redondeo, de 8,5 a 13 metros de largo. Las piezas para soportes de madera también están hechas de madera: travesaños (una viga horizontal de madera sobre un soporte), puntales (uniendo un travesaño a un soporte), barras transversales (un travesaño en el borde de un soporte y un puntal excavado en el suelo).

Ventajas de los soportes de madera.

Los soportes de madera, como cualquier material de construcción, tienen sus ventajas y desventajas. Las ventajas de los soportes de madera incluyen su bajo costo, peso ligero y flexibilidad durante un terremoto. No debemos olvidarnos de la disponibilidad generalizada de soportes de madera. El bajo peso de los soportes facilita su instalación y también simplifica la entrega y descarga/carga de los soportes en la etapa preparatoria del trabajo. Pero los soportes de madera tienen desventajas más que suficientes.

Desventajas de los soportes de madera.

1. En primer lugar, los soportes de madera arden bien;
2. Al ser material biológico, se pudren, se enmohecen y son corroídos por los insectos;
3. Con la lluvia se mojan, se hinchan y se agrietan.

Pero en defensa de los postes de madera, vale la pena señalar que las tecnologías modernas para la impregnación de postes, y esta es la impregnación del 100% de albura de un poste, los fabricantes garantizan una vida útil de 50 años de los postes de madera, incluso enterrados en el suelo.

Nota: La albura es la capa débil de madera que se encuentra entre la corteza y el núcleo de un tronco.

Para más detalles sobre los diseños de postes de madera, lea el artículo: Postes de madera para líneas eléctricas.

• Normas: GOST 9463-88, GOST 20022.0-93.

Para reducir el contacto de la madera con el suelo se utilizaron soportes prefabricados.

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Soportes prefabricados

El soporte prefabricado consta de dos partes. La parte inferior se llama hijastro y está hecha de hormigón armado, la parte superior es un poste de madera. Las dos partes están conectadas con alambre de acero en dos lugares. Vale la pena señalar que en lugar de un hijastro de hormigón armado, se puede utilizar un hijastro de madera. Los soportes prefabricados también incluyen soportes ensamblados a partir de una estructura de hormigón armado y una parte superior de metal.

Para obtener más detalles sobre los diseños de postes prefabricados, lea el artículo separado: Postes prefabricados para líneas eléctricas.

Soportes de hormigón armado, pilares de hormigón armado.

Los soportes de hormigón armado han sustituido durante mucho tiempo a los soportes de madera. Se han ganado firmemente el amor y el reconocimiento tanto de los electricistas como de los clientes. Y hay varias razones para ello.

• Los soportes de hormigón armado no están sujetos a los daños típicos de los soportes de madera;
• La vida útil de los soportes de hormigón armado es prácticamente ilimitada;
• En el interior del soporte de hormigón hay un refuerzo que se utiliza para volver a poner a tierra las líneas aéreas. Además, se sacan los extremos del refuerzo de puesta a tierra, por encima y por debajo del poste. La salida del refuerzo simplifica la instalación y la protección de la conexión a tierra con hormigón aumenta la seguridad eléctrica.

Los soportes de hormigón armado están marcados como SV 95/105/110/164 y están destinados a líneas aéreas de diversas capacidades. Miremos la foto.

• Documentos reglamentarios: TU 5863-007-00113557-94

Soportes metálicos para líneas eléctricas.

Para líneas eléctricas aéreas de alta potencia y corrientes extremadamente altas, se utilizan soportes metálicos. A pesar de que este tipo de soporte está hecho de acero especial, tienen "miedo" a la corrosión y, para protegerse contra ella, los soportes metálicos están recubiertos con un compuesto anticorrosión. Dependiendo del tamaño del soporte, el soporte metálico puede ser prefabricado o soldado. El soporte prefabricado se entrega en obra por separado.

Se ensamblan localmente y se instalan sobre una base preparada previamente. La instalación de un soporte metálico es un proceso tecnológico complejo que utiliza mecanismos de tracción, generalmente tractores. El soporte está atornillado a la base, previamente alineado estrictamente verticalmente. Los soportes metálicos prácticamente no se utilizan en la construcción de viviendas privadas ni en asociaciones rurales de diversos tipos, a excepción de los postes metálicos redondos.

Hay tantos diseños de soportes metálicos que tuve que escribir un artículo aparte: Soportes metálicos y sus diseños.

La electricidad es la principal forma de energía que se utiliza en todas partes hoy en día. Su uso generalizado fue posible gracias a las redes eléctricas que conectan fuentes y consumidores de electricidad. Las líneas eléctricas, o líneas eléctricas para abreviar, cumplen la función de transportar electricidad. Se colocan sobre la superficie de la tierra y se llaman "aéreos", o se entierran en el suelo o bajo el agua y se llaman "cable".

Las líneas eléctricas aéreas, a pesar de su compleja infraestructura, son más baratas que las líneas de cable. El cable de alta tensión en sí es un producto caro y complejo. Por esta razón, estos cables se tienden solo en algunos tramos de la línea eléctrica aérea en lugares donde es imposible instalar soportes con cables, por ejemplo a través de estrechos marinos, ríos anchos, etc. Los cables se utilizan para tender redes eléctricas en zonas pobladas, donde la construcción de soportes también es imposible debido a la infraestructura urbana.

Las líneas eléctricas, a pesar de su gran longitud, siguen siendo los mismos circuitos eléctricos para los que se aplica la ley de Ohm del mismo modo que para otros. Por tanto, la eficiencia de las líneas de transmisión de energía está directamente relacionada con el aumento de voltaje en las mismas. La fuerza actual disminuye y con ello las pérdidas son menores. Por este motivo, cuanto más lejos estén los consumidores de la central eléctrica, más alta debe ser la línea de alta tensión. Las modernas líneas eléctricas de larga distancia transmiten energía eléctrica con voltajes de millones de voltios.

Pero aumentar el voltaje para reducir las pérdidas tiene limitaciones. Son causados ​​por la descarga de corona. Este fenómeno se manifiesta provocando pérdidas de energía notables, empezando por tensiones superiores a 100 kilovoltios. Los zumbidos y crujidos de los cables de alta tensión son consecuencia de la descarga de corona sobre ellos. Por este motivo, para reducir las pérdidas por corona, a partir de 220 kilovoltios se utilizan dos o más cables por cada fase de una línea eléctrica aérea.

La longitud de las líneas eléctricas y su voltaje de funcionamiento están interconectadas.

• Las líneas eléctricas de ultra larga distancia funcionan con voltajes de 500 kilovoltios.
• 220 y 330 kilovoltios son voltajes para las líneas eléctricas principales.
• 150, 110 y 35 kilovoltios son los voltajes de las líneas eléctricas de distribución.
• Las tensiones de 20 kilovoltios o menos son típicas de las redes eléctricas locales a través de las cuales se suministra electricidad a los consumidores finales.

Soportes de alambre

Además de los cables, las líneas de transmisión de energía también incluyen soportes como principales elementos estructurales. Su propósito es sujetar cables. Cada línea eléctrica tiene varios tipos de soportes, como se muestra en la siguiente imagen:

Los soportes de anclaje soportan cargas pesadas y, por lo tanto, tienen una estructura fuerte y rígida, que puede ser muy diversa. Todos los soportes entran en contacto con suelo blando o húmedo a través de una base de hormigón. Los pozos se realizan en suelo sólido en el que se sumergen directamente los soportes de las líneas eléctricas. En la siguiente imagen se muestran ejemplos de diseños de soportes de anclaje metálico:

Los soportes también se pueden realizar con hormigón o madera. Los soportes de madera, aunque menos duraderos, son una vez y media más baratos en comparación con las estructuras de metal y hormigón. Su uso está especialmente justificado en regiones con heladas severas y grandes reservas de madera. Los postes de madera se utilizan más ampliamente en redes eléctricas con voltajes de hasta 1000 voltios. El diseño de dichos soportes se muestra en la siguiente imagen:

Cables de línea eléctrica

Los cables de las líneas eléctricas modernas están hechos principalmente de alambre de aluminio. Para las líneas eléctricas locales se utilizan cables de aluminio puro. La limitación es que la longitud del tramo entre los soportes es de 100 a 120 metros. Para luces más largas, se utilizan alambres de aluminio y acero. Dicho cable tiene en su interior un cable de acero cubierto con conductores de aluminio. El cable soporta carga mecánica, el aluminio, carga eléctrica.

Los alambres totalmente de acero se utilizan sólo en secciones cortas, donde se requiere máxima resistencia con un peso mínimo de alambre. Todas las líneas eléctricas con voltajes superiores a 35 kilovoltios están equipadas con un cable de acero para protegerlas contra la caída de rayos. Actualmente, los cables de cobre y bronce se utilizan únicamente en líneas eléctricas para fines especiales. El alambre de cobre y aluminio se utiliza para fabricar alambres tubulares huecos. Esto se hace para reducir las pérdidas por corona y reducir las interferencias de radio. A continuación se muestran imágenes de cables de varios diseños:

El cable para líneas eléctricas se selecciona teniendo en cuenta las condiciones de funcionamiento y las cargas mecánicas resultantes. En la estación cálida, es el viento el que hace oscilar los cables y aumenta la carga de rotura. En invierno, el viento añade hielo. El peso de una capa de hielo sobre los cables aumenta significativamente la carga sobre ellos. Además, una disminución de la temperatura provoca una disminución de la longitud de los cables y aumenta la tensión interna en su material.

Aisladores y accesorios

Los aisladores se utilizan para conectar cables a soportes de forma segura. El material para ellos es porcelana eléctrica, vidrio templado o polímero, como se muestra en la siguiente imagen:

Los aisladores de vidrio en las mismas condiciones son más pequeños y livianos que los aisladores de porcelana. Estructuralmente, los aisladores se dividen en pasador y colgante. El diseño de clavija no se utiliza para líneas eléctricas con voltajes superiores a 35 kilovoltios. Las cargas mecánicas absorbidas por los aisladores de suspensión son mayores que las de los aisladores de pasador. Por esta razón, la estructura suspendida también se puede utilizar con voltajes más bajos en lugar de aisladores de clavija.

El aislante colgante consta de vasos individuales unidos formando una guirnalda. La cantidad de tazas depende del voltaje de la línea eléctrica. Para conectar las copas en una guirnalda y todas las demás fijaciones de cables y aisladores, se utilizan accesorios especiales. La confiabilidad, resistencia y durabilidad en un ambiente abierto están determinadas por materiales para la fabricación de accesorios como el acero y el hierro fundido. Si es necesario obtener una mayor resistencia a la corrosión, las piezas se recubren con zinc.

Los accesorios incluyen varias abrazaderas, espaciadores, amortiguadores de vibraciones, conectores de acoplamiento, eslabones aislantes intermedios y balancines. La siguiente imagen da una idea general de los accesorios:

Dispositivos de protección

Otro componente de las líneas de transmisión de energía son las estructuras que protegen los equipos conectados a las líneas eléctricas de sobretensiones atmosféricas y de conmutación. La protección contra los rayos se proporciona mediante un cable tendido sobre todos los cables de la línea eléctrica y pararrayos, que generalmente se instalan cerca de las subestaciones. Los espacios protectores se encuentran en los soportes de las líneas de transmisión de energía. En la imagen de la izquierda se muestra un ejemplo de dicha brecha. Los pararrayos tubulares se instalan cerca de subestaciones, en las que hay una vía de chispas en el interior. Si se rompe y se produce un arco, alimentado por una corriente de cortocircuito, se libera un gas que extingue este arco.

Todos los matices técnicos y organizativos para la instalación de líneas eléctricas están regulados por el Reglamento para la Construcción de Instalaciones Eléctricas (PUE). Cualquier desviación de estas reglas está estrictamente prohibida y puede considerarse un delito de diversa gravedad según las consecuencias.