Návrh podpier nadzemného elektrického vedenia
Podpora dizajnu
Konštrukcie podpery nadzemného vedenia elektrického vedenia sú veľmi rôznorodé a závisia od materiálu, z ktorého je podpera vyrobená (kov, železobetón, drevo, sklolaminát), účelu podpery (stredná, rohová, transpozícia, prechod atď.) , a na miestne pomery na trase vedenia (obydlená alebo neobývaná oblasť, horské podmienky, oblasti s močaristými alebo mäkkými pôdami a pod.), napätie vedenia, počet okruhov (jednookruhové, dvojokruhové, viacokruhové) atď. .
Nasledujúce prvky možno nájsť v dizajne mnohých typov podpier:
- Stojan je hlavným integrálnym prvkom nosnej konštrukcie, na rozdiel od iných prvkov, ktoré môžu chýbať. Stojan je navrhnutý tak, aby poskytoval požadované rozmery vodičov (veľkosť vodiča je vertikálna vzdialenosť od vodiča v rozpätí k inžinierskym konštrukciám, ktoré trasa prechádza, povrch zeme alebo vody). Nosná konštrukcia môže mať jeden, dva, tri alebo viac stĺpikov.
- Vzpery - používajú sa na rohové, koncové, kotviace a odbočné podpery nadzemných vedení s napätím do 10 kV. Časť zaťaženia podpery preberajú z jednostranného ťahu drôtu.
- Nástavec (nevlastný syn) - čiastočne zakopaný v zemi, spodná časť konštrukcie kombinovanej podpery nadzemného vedenia s napätím do 35 kV, pozostávajúca z drevených regálov a železobetónových príloh.
- Výstuhy sú šikmé prvky podpery, ktoré slúžia na spevnenie jej konštrukcie a spájajú niekoľko podperných prvkov navzájom, napríklad stĺpik s traverzou alebo dva podperné stĺpiky.
- Priečka – zabezpečuje upevnenie vodičov elektrického vedenia v určitej (prípustnej) vzdialenosti od podpery a od seba navzájom.
- Základ je konštrukcia zapustená do zeme a prenášajúca na ňu zaťaženie z podpier, izolátorov, drôtov a vonkajších vplyvov (ľad, vietor).
- Priečka - zvyšuje bočný povrch podzemnej konštrukcie železobetónových regálov a stupačiek kovových podpier. Priečky zvyšujú schopnosť základu odolávať vodorovným zaťaženiam pôsobiacim na podperu, čím bránia jej prevráteniu vplyvom gravitačných síl drôtov pri stavbe podpier v mäkkej pôde.
- Chlapci - určené na zvýšenie stability podpier a absorbovanie síl z napätia drôtu.
- Káblový stojan - horná časť podpery, určená na podopretie kábla ochrany pred bleskom. Zvyčajne je to lichobežníková veža v hornej časti podpery. Podpera môže mať jednu alebo dve káblové podpery (na podperách v tvare U sú tiež podpery bez káblových podpier);
 |
|
| A | b |
Kreslenie. Podpery nadzemného vedenia: a – podpera s dvoma stĺpikmi; b – podpera s tromi stĺpikmi.
Stojan z kovových podpier mriežkového typu sa nazýva kmeň. Hlaveň je zvyčajne štvorstenný zrezaný mrežový ihlan vyrobený z valcovaných oceľových profilov (uholník, pás, plech) a pozostáva z pásu, mriežky a membrány. Mriežka má zase výstužné tyče a vzpery, ako aj ďalšie spojenia.
Kreslenie. Konštrukčné prvky kovovej podpery: 1 – pás podpery; 2 – výstužné tyče tvoriace hrebeňovú mriežku; 3 – membrána; 4 – traverz; 5 – káblová podpera.
Kreslenie. Rohová podpera s dvoma vzperami: 1 – stojan; 2 – vzpera.
Kreslenie. Konštrukčné prvky kombinovanej podpery: 1 – drevený podperný stĺpik; 2 – železobetónová príloha (nevlastný syn); 3 – ortéza; 4 – traverz.
Kreslenie. Priečky podpier: a - pre železobetónové podpery 10 kV; b - pre železobetónové podpery 110 kV.
Najčastejšie sa môžete stretnúť s traverzami v podobe pevnej kovovej konštrukcie, no nájdu sa aj drevené traverzy a traverzy z kompozitných materiálov.
Kreslenie. Priečny nosník 110 kV podpery trolejového vedenia vyrobený z kompozitných materiálov
Okrem toho na podperách v tvare V typu „nabla“ a podperách v tvare U nájdete takzvané flexibilné traverzy.
Kreslenie. Podpora nadzemného vedenia s „flexibilným“ priečnym ramenom
V niektorých prevedeniach podpier môžu chýbať traverzy, napríklad drevené alebo železobetónové podpery nadzemného vedenia s napätím do 1 kV, podpery nadzemného vedenia so samonosnými izolovanými drôtmi s napätím do 1 kV a kotevné podpery nadzemných vedení. akéhokoľvek napätia, pričom každá fáza je namontovaná na samostatnom stojane.
Kreslenie. Podpora bez traverzu
Kreslenie. Železobetónový základ v tvare huby
Pri jednostĺpikových podperách, v ktorých je spodný koniec stĺpika zapustený do zeme, slúži spodok stĺpika ako základ; pre kovové podpery sa používajú železobetónové pilótové alebo prefabrikované hríbovité a pri inštalácii prechodových podpier a podpier v močiaroch sa používajú monolitické betónové základy.
Kreslenie. Železobetónové pilóty používané v jednopilótových a viacpilótových základoch pre podpery nadzemného vedenia
Kreslenie. Podpora vedenia prenosu energie na pilótovom základe
Kreslenie. Hríbovitý železobetónový základ (1) s tromi priečkami (2)
Kreslenie. Podpera zabezpečená kotviacimi drôtmi
Horná časť kotvy je pripevnená k stĺpiku alebo traverze podpery a spodná časť k kotve alebo železobetónovej doske. Okrem toho môže kotevná konštrukcia obsahovať napínaciu spojku - lano.
 |
 |
Kreslenie. Spodná časť chlapa
Podpery elektrického vedenia sú konštrukcie, ktoré slúžia na podopretie živých drôtov a káblov na ochranu pred bleskom nad zemským povrchom. Prichádzajú v rôznych tvaroch a veľkostiach. Podpery môžu byť železobetónové, drevené, kovové alebo dokonca kompozitné materiály. Hlavnými prvkami podpory vedenia na prenos energie sú stojany, základy, traverzy (priečníky, na ktorých sú držané drôty), káblové podpery a kotevné drôty.
PODPORKY KOTVY PRE ELEKTRICKÉ VEDENIE
Existujú kotviace a medziľahlé podpery pre elektrické vedenia. Robustná konštrukcia kotevných podpier môže odolať značným silám z napätia drôtu; kotevné podpery elektrického vedenia sú inštalované na začiatku a konci elektrického vedenia, na zákrutách, keď elektrické vedenia križujú malé rieky, železnice, cesty a mosty.
Typ kotevných podpier - prechodové podpery sa používajú pri prekračovaní elektrického vedenia riek a iných veľkých prekážok. Práve prechodové podpery znesú najväčšie zaťaženie a samy môžu dosiahnuť výšku 300 metrov! Tieto stĺpy sú najťažšie a najvyššie zo všetkých stĺpov elektrického vedenia, často sú natreté jasnými farbami, napríklad sa často vyskytujú červené a biele stĺpy a používajú sa aj oranžové, šedé a iné farby. Ďalšie podrobnosti o podpore prechodu nájdete v príslušnej eseji http://io.ua/s73072.
PODPORY STREDNEJ NAPÁJANIA
Medziľahlé podpery majú menej odolnú štruktúru ako kotviace; zvyčajne slúžia na podopretie drôtov a káblov na rovných úsekoch trás elektrického vedenia. Väčšina podpier na trasách je stredná. Strednú podperu možno spravidla odlíšiť od kotvy nasledujúcim znakom: ak girlandy izolátorov visia kolmo na zemský povrch, potom je podpera stredná. A na podperách kotiev sú drôty upevnené v svorkách napínacích girlandov, tieto girlandy sú ako pokračovanie línie a sú umiestnené v ostrom uhle k povrchu zeme a niekedy takmer rovnobežné.
Podpery elektrického vedenia sa tiež delia na:
- transpozičné (na zmenu poradia fáz),
- pobočka,
- krížik,
- zvýšený, znížený atď.
Na základe počtu zavesených drôtov (okruhov) sú podpery rozdelené na jedno- a viacokruhové; podľa dizajnu - jednostĺpové, v tvare A a AP, v tvare U, v tvare V (napríklad typ „Nabla“), typ „strelné sklo“ atď.
DREVENÉ PODPORKY
Dnes sa používajú hlavne železobetónové a kovové podpery elektrického vedenia. Drevené podpery prenosového vedenia boli inštalované na elektrických vedeniach s napätím do 220 kV. Na výrobu podpier elektrického vedenia sa zvyčajne používali stĺpy z borovice a smrekovca impregnované kompozíciou proti hnilobe (antiseptikom). Drevené podpery sa často spevňovali na železobetónových prílohách (nevlastné deti) alebo pilótach. Drevené podpery elektrického vedenia boli lacné, pomerne jednoduché na výrobu a spoľahlivé v prevádzke. Prvé veľké sovietske elektrické vedenie - elektráreň Kashirskaya State District - Moskva - s napätím 110 kV a dĺžkou 120 km bolo postavené na drevených podperách. Dnes sa už elektrické vedenia s drevenými stĺpmi nestavajú.
ŽELEZOBETÓNOVÉ PODPORKY ELEKTRICKÉHO VEDENIA
Železobetónové podpery elektrického vedenia, ktorých návrhy boli vyvinuté v ZSSR v roku 1933, majú vyššiu mechanickú pevnosť. Pre chýbajúcu priemyselnú základňu sa však ich masové využitie pri výstavbe elektrických vedení všetkých napätí začalo až v roku 1955. Výhodou železobetónových podpier prenosových vedení je jednoduchosť konštrukcie a vyrobiteľnosť továrenskej výroby. Tieto veže na prenos energie majú zvyčajne kruhový alebo obdĺžnikový prierez a sú vyrobené predovšetkým z predpätého železobetónu.
Najbežnejšie sú medziľahlé jednostĺpové železobetónové podpery elektrického vedenia s kovovými priečnymi ramenami, ktoré sa inštalujú priamo do zeme. Okrem toho sa na elektrických vedeniach s napätím 110 - 500 kV široko používali medziľahlé a kotviace rohové železobetónové podpery prenosových vedení s kotevnými drôtmi.
KOVOVÉ PODPORKY POWER LINE
Kovové podpery prenosového vedenia majú menšiu hmotnosť ako železobetónové a majú vysokú mechanickú pevnosť. To vám umožní vytvárať podpery značnej výšky, určené pre ťažké bremená. Používajú sa na elektrických vedeniach všetkých napätí, často v kombinácii so železobetónovými medzipodperami. Kovové podpery prenosových vedení sú nevyhnutné na vedeniach s veľkým zaťažením (napríklad na križovatkách).
Kovové podpery vedenia prenosu energie sú vyrobené hlavne z ocele a v niektorých prípadoch zo zliatin hliníka. Podľa spôsobu výroby sú kovové podpery prenosových vedení rozdelené na zvárané, ktoré pochádzajú z tovární vo forme hotových profilov, a skrutkované, ktoré sú na trase zostavené z jednotlivých prvkov (výstuhy, tyče, tetivy) na skrutkách.
Kovové podpery sú rozdelené do dvoch širokých skupín - mriežkové a MGS (mnohostranne ohýbané stĺpiky). Ak sú prvé známe každému, potom sa MGS len začínajú rozširovať v krajinách SNŠ. Veľa užitočných informácií o týchto podperách možno nájsť na webovej stránke www.energobud.com.ua
Podľa napätia sú elektrické vedenia v rámci SNŠ rozdelené na 35 kV, 110 kV, 154 kV (150 kV), 220 kV, 330 kV, 400 kV, 500 kV, 750 kV, 800 kV, 1150 kV a 1500 kV. Väčšina elektrických vedení na svete je napájaná striedavým prúdom, existujú však aj vedenia na jednosmerný prúd, napríklad jednosmerné vedenie Volgograd-Donbass (o týchto elektrických vedeniach si môžete prečítať tu http://io.ua /s91331).
TRIEDY NAPÄTIA ELEKTRICKEJ SIETE
Pre nešpecialistu môže byť ťažké presne určiť napätie v elektrickom vedení, ale spravidla sa to dá urobiť jednoduchým spôsobom - spočítaním, koľko izolátorov v girlande je zavesených na priečnom ramene. Takže 35 kV elektrické vedenia majú tri až päť izolátorov v každej girlande. Ale v girlandách 110 kV elektrických vedení je už šesť až desať izolátorov. Ak je desať až pätnásť izolátorov, tak ide o vedenie 220 kV.
Ak sú vodiče elektrického vedenia rozdelené na dva (toto sa nazýva rozdelenie), vedenie môže mať napätie 330 kV. Ak sú v každej fáze tri vodiče, potom 500 kV, ak sú štyri vodiče, potom 750 kV.
Z každého pravidla existujú výnimky. Vedenia 220 kV a 150 kV teda majú rozdelenie, aj keď je to typické pre vedenia 330 kV. Elektrické vedenia 330 kV môžu v špeciálnych prípadoch fungovať bez rozdelenia.
Elektrické vedenia 35 kV -110 kV sa používajú všade ako rozvodné siete (napríklad vedenie 110 kV môže napájať rozvodňu, ktorá napája malú dedinu alebo mikrodištrikt). Trieda 150 kV je pokročilejším analógom stoviek; toto napätie sa používa v energetickom systéme Dneproenergo a niektorých priľahlých oblastiach, ako aj v energetickom systéme Kola (polostrov Kola). Táto napäťová trieda prišla do ZSSR začiatkom 30. rokov spolu s americkým zariadením spoločnosti General Electric pre vodnú elektráreň Dneper.
Elektrické vedenia 220 kV sa používajú najmä na prepojenie elektrární s rozvodňami a veľkými spotrebičmi. 330 kV vedenia sa často budujú na veľké vzdialenosti, pre komunikáciu medzi výkonnými elektrárňami a rozvodňami (prepojenie) a niekedy pre potreby energeticky veľmi náročných podnikov. Linky s napätím 400 kV, 500 kV a 750 kV a vyšším sa využívajú aj na medzisystémové prepojenia a na prenos elektriny na veľké vzdialenosti, a to aj do susedných krajín.
ZJEDNOTENIE PODPOR ELEKTRICKÝCH VEDENÍ V ZSSR
V roku 1976 bol v súvislosti so zjednotením podpier elektrického vedenia v ZSSR prijatý nasledujúci systém označovania kovových a železobetónových podpier 35-330 kV:
písmená P a PS označujú stredné podpery,
PVS – stredne pokročilý s vnútornými pripojeniami,
PU alebo PUS - stredný roh,
PP - stredný prechodný,
AN US - kotevný roh,
K alebo KS - koncové.
Písmeno B označuje železobetónové podpery a jeho absencia naznačuje, že podpery sú oceľové. Čísla 35, 110, 150, 220 atď. za písmenami označujú sieťové napätie a čísla za nimi označujú štandardnú veľkosť podpier. Písmená U a T sa pridávajú k označeniu medziľahlých podpier používaných ako rohové podpery a s káblovou podperou. A v modernej výstavbe elektrickej siete sa pozoruje „deunifikácia“, vyvíjajú sa nové originálne podpery, navrhnuté pre podmienky konkrétnej trasy elektrického vedenia. Vo vyspelých krajinách tak už upustili od masového používania štandardných projektov. Každá línia musí byť postavená s prihliadnutím na všetky nuansy reliéfu, klímy atď.
KLASIFIKÁCIA PODPOR NAPÁJANIA PODĽA CELKOVÉHO VZHĽADU
Podpery veže
Klasické, najbežnejšie zo všetkých podpier vysokého napätia. Môžu mať jeden až 9 paralelných traverz a používajú sa pre jedno-, dvoj- alebo viacokruhové elektrické vedenia. Všetky mriežkové podpery veží majú spoločnú vlastnosť - ich kmeň sa zužuje od základne až po vrchol. Delí sa na dve rodiny:
- širokohlavňová mriežka (ak je základňa stožiara širšia ako nákladný vagón, pozri foto 1). Toto sú najbežnejšie podpory. Môžu byť jednoreťazcové („krymský typ“), dvojreťazcové („sudový“ typ) a viacreťazcové.
Najzaujímavejšími predstaviteľmi jednookruhových podpier veží sú podpery v tvare T pre jednosmerné vedenia.
- mriežka s úzkou základňou (podľa toho je ich základňa o niečo užšia ako základňa nákladného vagóna).
Portál podporuje
Podpery vyrobené z kovu, dreva alebo železobetónu, pripomínajúce písmeno „P“ alebo písmeno „N“. Sú široko používané na elektrických vedeniach 330-750 kV. Spravidla jednoreťazcové.
Podpery v tvare AP
Jednookruhové podpery vytvorené pomocou zváraných kovových rúrok, MGS alebo dreva, pripomínajúce písmeno „A“ v profile a písmeno „P“ vpredu. Prierez rúr v týchto podperách môže dosiahnuť 1300 mm a výška môže byť viac ako 80 m.
Fotografia 4 ukazuje príklad takejto rúrkovej podpery pri prechode 330 kV vedenia cez Dneper na Ukrajine. Vo vnútri jeho regálov sú schody na výstup na vrchol a podpera má celkovo štyri nohy, každá 21 metrov vysoká (sú natreté rôznymi farbami), celková výška stožiara je asi 85 metrov. Viac si môžete prečítať tu - http://io.ua/s93360.
Samostatne stojace mriežkové podpery s tromi stĺpikmi
Trojstĺpové mriežkové podpery spravidla stoja na zákrutách a prechodoch elektrických vedení 500 kV a 750 kV a používajú sa ako kotvy (foto 5).
v tvare písmena L podporuje
Sú to ploché priehradové konštrukcie tvaru L, kĺbovo spojené s dvoma základmi. V hornej časti podpery je traverza na pripevnenie 4 nosných káblov, ktoré držia podperu vo zvislej polohe. Nižšie sú ešte tri (zriedkavo dve) traverzy na zavesenie drôtov. Stožiare v tvare L sa používali najmä ako prechody pre dva 110 kV alebo 220 kV obvody nadzemného vedenia. Ich použitie nám umožnilo ušetriť kov a zjednodušiť základ. Bolo vhodné použiť takéto podpery v oblastiach zaplavených vodou počas povodní. Dizajnové prvky zabránili rozšíreniu týchto podpier.
podpery v tvare Y, „brýle“
Jednoreťazové stožiare pripomínajúce písmeno „Y“ alebo sklo (foto 6). Existujú rôzne typy a už dlho sa používajú u nás aj v zahraničí, vrátane prechodných (napríklad PS-101). Tieto podpery sú vždy vyrobené z kovu, zvyčajne mriežky, menej často pozostávajú z mnohostranne ohýbaných stĺpikov.
v tvare V,"Nabla"
Medziľahlé póry s chlapcami sa používajú na trasách prenosových vedení 330-1150 kV, napríklad podpery typu Nabla pre 750 kV. Pripomínajú obrátený trojuholník – nablu. Výhradne jednoreťazové.
Trieda: Podpery typu Cat
Veľmi zaujímavé originálne podpery sú veľmi obľúbené v západnej Európe, najmä vo Francúzsku (foto 10).
Podpery stĺpov(t.j. nie mriežka)
Ide o podpery založené na drevených, kovových alebo železobetónových stĺpoch. Existujú jednopríspevkové a portálové. Jednostĺpové železobetónové podpery sú najpoužívanejšie medziľahlé podpery prenosových vedení pri napätiach 35-220 kV. Relatívne nedávno sa rozšíril progresívny typ kovových jednostĺpových pólových podpier - pomocou MGS. Presnejšie povedané, v USA sa takéto podpery používajú už pomerne dlho, ale v SNŠ si len začínajú získavať na popularite. Použitie MGS umožnilo vytvoriť viacreťazcové podpery stĺpov (pozri fotografiu 8).
Podpery portálových pilierov pozostávajú z dvoch pilierov (drevených, železobetónových alebo MGS) spojených spoločným priečnym nosníkom. V našej krajine sú obzvlášť rozšírené stožiarové jednookruhové portálové železobetónové podpery (s vnútornými prípojkami) pre vedenia 220 a 330 kV (foto 9).
Neštandardné podpery
Patria sem rôzne neštandardné podpery a exotické podpery, ktoré nepatria do tejto klasifikácie, napríklad početné ozdobné podpery.
2011 "POWERLINER"
| Aktualizované 20. januára 2016. Vytvorené 30. novembra 2010 | |||||||||
Medzi hlavné prvky nadzemných elektrických vedení patria: drôty, traverzy, izolátory, armatúry, podpery, káble na ochranu pred bleskom, zvodiče, uzemnenia, deliace zariadenia, optické komunikačné vedenia (vo forme samostatných samonosných káblov alebo zabudovaných do kábel na ochranu pred bleskom, napájací vodič), pomocné zariadenia pre prevádzkové potreby (vysokofrekvenčné komunikačné zariadenia, kapacitný vývodový hriadeľ atď.), ako aj označovacie prvky pre vysokonapäťové vodiče a podpery elektrického vedenia na zaistenie bezpečnosti lietadla lety (podpery sú označené kombináciou náterov určitých farieb, drôty s leteckými balónmi na označenie vo dne, Svetelné plotové svetlá sa používajú na označenie dennej a nočnej doby).
Typy a klasifikácia nosičov elektrického vedenia
Podpery elektrického vedenia sú určené na výstavbu elektrického vedenia a sú jedným z jeho hlavných konštrukčných prvkov, ktoré sú zodpovedné za upevnenie a zavesenie elektrických vodičov na určitej úrovni.
V závislosti od spôsobu zavesenia drôtov sú podpery rozdelené do dvoch hlavných skupín:
- § medziľahlé podpery, na ktorých sú drôty upevnené v nosných svorkách;
- § podpery kotevného typu používané na napínanie drôtov; na týchto podperách sú drôty upevnené v napínacích svorkách.
- § Tieto typy podpier sa delia na typy, ktoré majú špeciálny účel.
- § Medziľahlé priame podpery sa inštalujú na rovné úseky vedenia. Na medziľahlých podperách so zavesenými izolátormi sú drôty upevnené v nosných girlandách visiacich vertikálne; na podperách s kolíkovými izolátormi sú drôty zaistené drôteným pletením.
Obrázok 4. Schéma kotveného úseku nadzemného vedenia
- § V oboch prípadoch medziľahlé podpery vnímajú vodorovné zaťaženie od tlaku vetra na drôty a na podperu a zvislé zaťaženie od hmotnosti drôtov, izolátorov a vlastnej hmotnosti podpery.
- § Medziľahlé rohové podpery sú inštalované v uhloch natočenia linky s drôtmi zavesenými v nosných girlandách. Okrem zaťažení pôsobiacich na medziľahlé priame podpery vnímajú medziľahlé a rohové podpery aj zaťaženie od priečnych zložiek napätia drôtov a káblov. Pri uhloch natočenia prenosového vedenia väčších ako 20° sa hmotnosť medziľahlých rohových podpier výrazne zvyšuje. Pri veľkých uhloch otáčania sa inštalujú ukotvené rohové podpery.
Pri inštalácii kotevných podpier na rovné úseky trasy a zavesení drôtov na oboch stranách podpery s rovnakým napätím sú horizontálne pozdĺžne zaťaženia od drôtov vyvážené a podpera kotvy funguje rovnakým spôsobom ako stredná, to znamená, že vníma iba horizontálne priečne a vertikálne zaťaženia. V prípade potreby môžu byť drôty na jednej a druhej strane podpery ťahané s rôznym napnutím drôtu. V tomto prípade bude podpera okrem horizontálnych priečnych a zvislých zaťažení ovplyvnená aj horizontálnym pozdĺžnym zaťažením.
Pri inštalácii kotevných podpier v rohoch, kotviace rohové podpery tiež absorbujú zaťaženie z priečnych zložiek napätia drôtov a káblov.
Obrázok 5. Kotviaca rohová podpora viacreťazcového vlasca
Koncové podpery sú inštalované na koncoch linky. Drôty vychádzajú z týchto podpier a sú zavesené na portáloch rozvodní.
Okrem uvedených typov podpier sa na vedeniach používajú aj špeciálne podpery: transpozičné, slúžiace na zmenu poradia drôtov na podperách; odbočné línie - na výrobu vetiev z hlavnej línie; podpery pre veľké prechody cez rieky a vodné plochy atď.
Na elektrických vedeniach sa používajú drevené, oceľové a železobetónové podpery. Boli vyvinuté aj experimentálne konštrukcie vyrobené z hliníkových zliatin.
Oceľ je hlavným materiálom, z ktorého sa vyrábajú kovové podpery a rôzne časti (traverzy, káblové podpery, kotevné drôty) podpier. Výhodou oceľových podpier oproti železobetónovým je ich vysoká pevnosť pri nízkej hmotnosti.
Podľa konštrukcie šachty možno oceľové podpery rozdeliť do dvoch hlavných schém - vežové (jednostĺpové) a portálové podľa spôsobu pripevnenia k základom - na voľne stojace podpery a kotvené podpery; spojovacích prvkov sa delia na zvárané a skrutkované.
Podpery sú vyrobené z valcovanej ocele a vo veľkej väčšine prípadov sa používa rovnoramenný uholník z oceľových rúr.
V SNŠ existuje niekoľko hlavných centier na výrobu oceľových konštrukcií pre podpery elektrických vedení - centrálne, uralské a sibírske
Klasifikácia podpier na prenos energie
Podpery elektrického vedenia sú rozdelené podľa nasledujúcich kritérií.
Podľa účelu:
- § Medzipodpery sa inštalujú na rovných úsekoch trasy trolejového vedenia, sú určené len na podopretie drôtov a káblov a nie sú určené na zaťaženie od ťahu drôtov pozdĺž vedenia. Zvyčajne tvoria 80-90% všetkých podpier nadzemného vedenia.
- § Rohové podpery sú inštalované v uhloch natočenia trasy trolejového vedenia za normálnych podmienok, vnímajú výsledné napínacie sily drôtov a káblov susedných rozpätí, nasmerované pozdĺž osy uhla, ktorý dopĺňa uhol natočenia vedenia; o 180°. Pri malých uhloch otáčania (do 15-30 °), kde sú zaťaženia malé, sa používajú uhlové medziľahlé podpery. Ak sú uhly natočenia väčšie, potom sa použijú rohové kotevné podpery, ktoré majú tuhšiu štruktúru a ukotvia drôty.
- § Kotevné podpery sa inštalujú na rovných úsekoch trasy na križovanie inžinierskych stavieb alebo prírodných prekážok, ktoré preberajú pozdĺžne zaťaženie ťahom drôtov a káblov; Ich dizajn je pevný a odolný.
- § Koncové podpery sú typom kotvy a inštalujú sa na koniec alebo začiatok vedenia. Za normálnych prevádzkových podmienok nadzemných vedení vnímajú zaťaženie z jednostranného napätia drôtov a káblov.
- § Špeciálne podpery: transpozičné - na zmenu poradia drôtov na podperách; odbočné vedenia - na inštaláciu odbočiek z hlavnej línie; kríž - keď sa nadzemné vedenia pretínajú v dvoch smeroch; proti vetru - na zvýšenie mechanickej pevnosti nadzemných vedení; prechodné - pri prechode nadzemných vedení cez inžinierske stavby alebo prírodné bariéry.
Podľa spôsobu upevnenia v zemi
- § Podpery inštalované priamo do zeme
- § Podpery inštalované na základoch
Dizajnovo
- § Voľne stojace podpery
- § Podporuje s chlapmi
- a) medziľahlý jednokruhový na kotevných drôtoch 500 kV
- b) stredná voľne stojaca podpera
Podľa počtu okruhov
- § Jednoreťazové
- § Dvojitý okruh
- § Viacreťazcové
Obrázok 6. Kovové podpery
Podľa napätia
Podpery sú rozdelené na podpery pre vedenia 0,4, 6, 10, 35, 110, 220, 330, 500, 750 kV. Tieto skupiny podpier sa líšia veľkosťou a hmotnosťou. Čím väčšie je napätie, tým vyššia je podpora, tým dlhší je jej posuv a tým väčšia je jeho hmotnosť. Zväčšenie veľkosti podpery je spôsobené potrebou získať požadované vzdialenosti od drôtu k telu podpery a k zemi, zodpovedajúce PUE pre rôzne sieťové napätia.
Podľa materiálu výroby
- § Železobetón – vyrobený z betónu vystuženého kovom. Pre vedenia 35-110 kV a vyššie sa zvyčajne používajú podpery vyrobené z odstredeného betónu. Výhodou železobetónových podpier je ich odolnosť proti korózii a účinkom chemických činidiel vo vzduchu.
- § Kov - vyrobený zo špeciálnych ocelí. Jednotlivé prvky sú spojené zváraním alebo skrutkami. Aby sa zabránilo oxidácii a korózii, povrch kovových podpier je galvanizovaný alebo pravidelne natieraný špeciálnymi farbami.
Obrázok 7. Železobetónová podpora elektrického vedenia
Obrázok 8. Kovová podpera elektrického vedenia
- § Kovové podpery sa zase delia na:
- § Kovové mriežkové podpery
- § Kovové polyedrické podpery
- § Drevené - vyrobené z guľatiny. Najbežnejšie sú borovicové podpery a o niečo menej bežné sú modřínové podpery. Drevené stožiare sa používajú pre vedenia s napätím do 220 kV vrátane v SNŠ a do 345 kV v USA. Hlavnými výhodami týchto podpier sú ich nízke náklady (ak je k dispozícii miestne drevo) a jednoduchosť výroby. Hlavnou nevýhodou je hniloba dreva, obzvlášť intenzívna v mieste kontaktu podpery s pôdou. Impregnácia dreva špeciálnymi antiseptikmi zvyšuje jeho životnosť zo 4-6 na 15-25 rokov. Na zvýšenie životnosti sa drevená podpera zvyčajne vyrába nie z celého kmeňa, ale z kompozitného: z dlhšieho hlavného stĺpika a krátkej stoličky, nevlastného syna alebo železobetónového stĺpa. Stolička je pripevnená k hlavnému stĺpiku pomocou drôtenej pásky. Kompozitné drevené podpery so železobetónovými stoličkami sú široko používané. Drevené podpery sú vyrobené v tvare A alebo U. Konštrukcia v tvare písmena U je stabilnejšia, ale vyžaduje väčšie investície z dôvodu zvýšenej spotreby materiálu v porovnaní s konštrukciou v tvare A.
Obrázok 9. Drevená podpera elektrického vedenia v tvare U
Životnosť železobetónových a kovových pozinkovaných alebo periodicky lakovaných podpier dosahuje 50 rokov alebo viac. Náklady na kovové a železobetónové podpery výrazne prevyšujú náklady na drevené podpery. Výber konkrétneho materiálu pre podpery je určený ekonomickými úvahami, ako aj dostupnosťou vhodného materiálu v oblasti, kde sa vedenie buduje.
Na základe dlhoročnej praxe pri výstavbe, projektovaní a prevádzke nadzemných vedení sa určia najvhodnejšie a najhospodárnejšie typy a návrhy podpier pre zodpovedajúce klimatické a geografické oblasti a vykoná sa ich zjednotenie.
Aké asociácie vznikajú pri zmienke o nadzemnom vedení? Drôty sa samozrejme naťahujú vzduchom od podpery po podperu alebo od stĺpa po stĺp. Navyše, vizuálne, čím väčšie je rozpätie medzi podperami, tým vyššie sú drôty natiahnuté, tým vyššia by mala byť samotná podpera. V skutočnosti neexistuje žiadny priamy vzťah medzi výškou podpery a dĺžkou rozpätia.
Základom pre návrh elektrického vedenia je napätie vzdušného vedenia a jeho výkon. Pomocou nich sa vypočíta prierez a typ drôtu (kábla), z prierezu sa určí hmotnosť kábla, dĺžky kotiev a medziľahlých rozpätí, ako aj typy a veľkosti podpier sa vypočítajú z hmotnosť. Typ podpory tiež závisí od počtu „závitov“ drôtov, ktoré sú plánované pre úsek elektrického vedenia, aké vetvy sa budú musieť urobiť atď.
Typy podpier prenosových vedení
V procese vývoja elektrických vedení boli vytvorené štyri typy podpier na základe materiálu, z ktorého sú vyrobené:
- Drevené podpery;
- Železobetónové podpery;
- Kovové podpery;
- Prefabrikované podpery.
Najprv veci.
Drevené tyče na prenos energie
Drevená podpera je historicky najstaršia zo všetkých typov podpier. Drevenou podperou je podľa návrhu stožiar vyrobený z ihličnatého dreva metódou zaoblenia, dlhý 8,5 - 13 metrov. Z dreva sa vyrábajú aj diely pre drevené podpery: traverzy (drevený vodorovný trám na podpere), vzpery (prichytenie traverzy k podpere), priečky (priečnik na okraji podpery a vzpera zakopaná do zeme).
Výhody drevených podpier
Drevené podpery, ako každý stavebný materiál, majú svoje výhody a nevýhody. Medzi výhody drevených podpier patrí ich nízka cena, nízka hmotnosť a flexibilita počas zemetrasenia. Nesmieme zabudnúť na všeobecnú dostupnosť drevených podpier. Nízka hmotnosť podpier uľahčuje ich inštaláciu a tiež zjednodušuje dodávku a vykladanie / nakladanie podpier v prípravnej fáze práce. Ale drevené podpery majú viac ako dosť nevýhod.
Nevýhody drevených podpier
- Po prvé, drevené podpery dobre horia;
- Keďže ide o biologický materiál, hnijú, plesnivejú a sú korodované chrobákmi;
- V daždi zmoknú, napučiavajú a praskajú.
Ale na obranu drevených stožiarov stojí za zmienku, že moderné technológie na impregnáciu stožiarov, a to je impregnácia 100% beľového dreva stožiaru, výrobcovia garantujú 50-ročnú životnosť drevených stožiarov aj zakopaných v zemi.
Poznámka: Belové drevo je slabá vrstva dreva, ktorá sa nachádza medzi kôrou a jadrom guľatiny.
Podrobnejšie o dizajnoch drevených stĺpov si prečítajte v článku: Drevené stĺpy elektrického vedenia.
- Normy: GOST 9463-88, GOST 20022.0-93.
Na zníženie kontaktu dreva so zemou boli použité prefabrikované podpery.
class="eliadunit">
Prefabrikované podpery
Prefabrikovaná podpera pozostáva z dvoch častí. Spodná časť sa nazýva nevlastný syn a je vyrobená zo železobetónu, horná časť je drevená tyč. Dve časti sú spojené oceľovým drôtom na dvoch miestach. Stojí za zmienku, že namiesto železobetónového nevlastného syna je možné použiť dreveného nevlastného syna. K prefabrikovaným podperám patria aj podpery zostavené zo železobetónového rámu a kovovej hornej časti.
Bližšie informácie o návrhoch prefabrikovaných stožiarov nájdete v samostatnom článku: Prefabrikované stožiare elektrického vedenia.
Železobetónové podpery, železobetónové piliere
Železobetónové podpery už dávno nahradili drevené podpery. Pevne si získali lásku a uznanie elektrikárov aj zákazníkov. A má to viacero dôvodov.
- Železobetónové podpery nepodliehajú poškodeniu typickému pre drevené podpery;
- Životnosť železobetónových podpier je prakticky neobmedzená;
- Vo vnútri betónovej podpery je výstuž, ktorá slúži na prezemnenie trolejového vedenia. Okrem toho sú konce uzemňovacej výstuže vyvedené nad a pod stĺp. Výstup výstuže zjednodušuje inštaláciu a ochrana zostupu uzemnenia betónom zvyšuje elektrickú bezpečnosť.
Železobetónové podpery sú označené ako SV 95/105/110/164 a sú určené pre vzdušné vedenia rôznych kapacít. Pozrime sa na fotografiu.
- Regulačné dokumenty: TU 5863-007-00113557-94
Kovové podpery elektrického vedenia
Pre nadzemné elektrické vedenia s vysokým výkonom a extrémne vysokými prúdmi sa používajú kovové podpery. Napriek tomu, že tento typ podpery je vyrobený zo špeciálnej ocele, „bojí sa“ korózie a na ochranu pred ňou sú kovové podpery potiahnuté antikoróznou zmesou. V závislosti od veľkosti podpery môže byť kovová podpera prefabrikovaná alebo zváraná. Prefabrikovaná podpera sa dodáva na miesto samostatne.
Montujú sa na mieste a inštalujú sa na vopred pripravený základ. Inštalácia kovovej podpery je zložitý technologický proces, využívajúci trakčné mechanizmy, zvyčajne traktory. Podpera je priskrutkovaná k základu, vopred zarovnaná striktne vertikálne. Kovové podpery sa prakticky nepoužívajú v súkromnej bytovej výstavbe a vo vidieckych partnerstvách rôzneho typu, s výnimkou okrúhlych kovových stĺpov.
Dizajnov kovových podpier je toľko, že som musel napísať samostatný článok: Kovové podpery a ich dizajn.
Elektrina je dnes hlavnou formou energie, ktorá sa používa všade. Jeho široké využitie bolo možné vďaka elektrickým sieťam, ktoré spájajú zdroje a spotrebiteľov elektriny. Elektrické vedenie, alebo skrátene elektrické vedenie, plní funkciu prepravy elektriny. Sú položené buď nad povrchom zeme a nazývajú sa „letecké“, alebo sú zakopané v zemi a/alebo pod vodou a nazývajú sa „kábel“.
Nadzemné elektrické vedenia sú napriek svojej zložitej infraštruktúre lacnejšie ako káblové vedenia. Samotný vysokonapäťový kábel je drahý a zložitý produkt. Z tohto dôvodu sa tieto káble ukladajú len v niektorých úsekoch trasy nadzemného elektrického vedenia v miestach, kde nie je možné inštalovať podpery s drôtmi, napríklad cez morské úžiny, široké rieky atď. Káble sa používajú na položenie elektrických sietí v obývaných oblastiach, kde je výstavba podpier tiež nemožná z dôvodu mestskej infraštruktúry.
Elektrické vedenia, napriek ich veľkej dĺžke, sú stále tie isté elektrické obvody, pre ktoré platí Ohmov zákon rovnakým spôsobom ako pre ostatné. Preto účinnosť elektrických prenosových vedení priamo súvisí so zvýšením napätia v ňom. Súčasná sila klesá a tým aj straty. Z tohto dôvodu, čím ďalej sú spotrebitelia od elektrárne, tým vyššie by malo byť vedenie vysokého napätia. Moderné elektrické vedenia na veľké vzdialenosti prenášajú elektrickú energiu s napätím miliónov voltov.
Ale zvýšenie napätia na zníženie strát má obmedzenia. Sú spôsobené korónovým výbojom. Tento jav sa prejavuje a spôsobuje citeľné straty energie, počnúc napätiami nad 100 kilovoltov. Bzučanie a praskanie vysokonapäťových vodičov je dôsledkom korónového výboja na nich. Z tohto dôvodu sa na zníženie korónových strát, počnúc od 220 kilovoltov, používajú dva alebo viac drôtov pre každú fázu nadzemného elektrického vedenia.
Dĺžka elektrických vedení a ich prevádzkové napätie sú vzájomne prepojené.
- Veľmi dlhé elektrické vedenia pracujú s napätím od 500 kilovoltov.
- 220 a 330 kilovoltov sú napätia pre hlavné elektrické vedenia.
- 150, 110 a 35 kilovoltov sú napätia distribučných elektrických vedení.
- Napätia 20 kilovoltov a menej sú typické pre lokálne energetické siete, cez ktoré sú koncoví spotrebitelia zásobovaní elektrickou energiou.
Drôtené podpery
Vedľa vedenia na prenos energie zahŕňajú okrem drôtov aj podpery ako hlavné konštrukčné prvky. Ich účelom je držať drôty. Každé elektrické vedenie má niekoľko typov podpier, ako je znázornené na obrázku nižšie:
Kotviace podpery znášajú veľké zaťaženie, a preto majú pevnú, tuhú štruktúru, ktorá môže byť veľmi rôznorodá. Všetky podpery prichádzajú do kontaktu s mäkkou alebo vlhkou pôdou cez betónový základ. Studne sa vyrábajú v pevnej zemine, do ktorej sú priamo ponorené podpery elektrického vedenia. Príklady dizajnov kovových kotiev sú zobrazené na obrázku nižšie:
Podpery môžu byť vyrobené aj z betónu alebo dreva. Drevené podpery, aj keď sú menej odolné, sú jeden a pol krát lacnejšie v porovnaní s kovovými a betónovými konštrukciami. Ich použitie je opodstatnené najmä v regiónoch so silnými mrazmi a veľkými zásobami dreva. Drevené stĺpy sa najčastejšie používajú v elektrických sieťach s napätím do 1000 voltov. Konštrukcia takýchto podpier je znázornená na obrázku nižšie:
Drôty elektrického vedenia
Drôty moderných elektrických vedení sú vyrobené hlavne z hliníkového drôtu. Pre miestne elektrické vedenia sa používajú čisté hliníkové drôty. Obmedzením je dĺžka rozpätia medzi podperami 100 - 120 metrov. Pre väčšie rozpätia sa používajú drôty vyrobené z hliníka a ocele. Takýto drôt má vo vnútri oceľový kábel pokrytý hliníkovými vodičmi. Kábel je mechanicky zaťažený, hliník – elektrický.
Celooceľové drôty sa používajú len v krátkodobých priestoroch, kde je potrebná maximálna pevnosť pri minimálnej hmotnosti drôtu. Všetky elektrické vedenia s napätím nad 35 kilovoltov sú vybavené oceľovým káblom na ochranu pred úderom blesku. Drôty vyrobené z medi a bronzu sa v súčasnosti používajú iba v elektrických vedeniach na špeciálne účely. Medený a hliníkový drôt sa používajú na výrobu dutých rúrkových drôtov. Toto sa robí s cieľom znížiť straty koróny a znížiť rádiové rušenie. Obrázky drôtov rôznych prevedení sú uvedené nižšie:
Drôt pre elektrické vedenie sa vyberá s prihliadnutím na prevádzkové podmienky a výsledné mechanické zaťaženie. V teplom období je to vietor, ktorý kýva drôty a zvyšuje medzné zaťaženie. V zime sa k vetru pridáva ľad. Hmotnosť vrstvy ľadu na drôtoch výrazne zvyšuje ich zaťaženie. Okrem toho zníženie teploty vedie k zníženiu dĺžky drôtov a zvyšuje vnútorné napätie v ich materiáli.
Izolátory a armatúry
Izolátory sa používajú na bezpečné pripojenie vodičov k podperám. Materiál pre nich je buď elektrický porcelán, tvrdené sklo alebo polymér, ako je znázornené na obrázku nižšie:
Sklenené izolátory za rovnakých podmienok sú menšie a ľahšie ako porcelánové izolátory. Štrukturálne sú izolátory rozdelené na kolíky a prívesky. Konštrukcia kolíkov sa nepoužíva pre elektrické vedenia s napätím nad 35 kilovoltov. Mechanické zaťaženie absorbované závesnými izolátormi je väčšie ako zaťaženie kolíkových izolátorov. Z tohto dôvodu môže byť zavesená konštrukcia použitá aj pri nižších napätiach namiesto kolíkových izolátorov.
Závesný izolátor sa skladá z jednotlivých pohárov spojených do girlandy. Počet šálok závisí od napätia elektrického vedenia. Na spojenie pohárov do girlandy a všetkých ostatných upevnení drôtov a izolátorov sa používajú špeciálne tvarovky. Spoľahlivosť, pevnosť a trvanlivosť v otvorenom prostredí sú určené materiálmi na výrobu armatúr, ako je oceľ a liatina. Ak je potrebné dosiahnuť zvýšenú odolnosť proti korózii, sú diely potiahnuté zinkom.
Medzi armatúry patria rôzne svorky, rozpery, tlmiče vibrácií, spojovacie spojky, medzičlánky izolátora a vahadlá. Všeobecnú predstavu o armatúrach poskytuje obrázok nižšie:
Ochranné zariadenia
Ďalšou súčasťou elektrických vedení sú konštrukcie, ktoré chránia zariadenia pripojené k elektrickým vedeniam pred atmosférickými a spínacími prepätiami. Ochranu pred úderom blesku zabezpečuje kábel natiahnutý nad všetkými vodičmi elektrického vedenia a bleskozvodov, ktoré sa zvyčajne inštalujú v blízkosti rozvodní. Ochranné medzery sú umiestnené na podperách elektrického vedenia. Príklad takejto medzery je znázornený na obrázku vľavo. Rúrkové zvodiče sú inštalované v blízkosti rozvodní, v ktorých je vnútri iskrisko. Ak prerazí a vznikne oblúk, napájaný skratovým prúdom, uvoľní sa plyn, ktorý tento oblúk uhasí.
Všetky technické a organizačné nuansy pre inštaláciu elektrického vedenia sú upravené Pravidlami pre výstavbu elektrických inštalácií (PUE). Akékoľvek odchýlky od týchto pravidiel sú prísne zakázané a môžu byť považované za trestný čin rôznej závažnosti v závislosti od následkov.