Опора линии электропередачи

Опора воздушной линии электропередачи (опора ЛЭП) — сооружение для удержания проводов и при наличии — грозозащитных тросов воздушной линии электропередачи и оптоволоконных линий связи на заданном расстоянии от поверхности земли и друг от друга.

Гиперболоидная опора мостового перехода ЛЭП НИГРЭС через Оку в пригороде Дзержинска. Проект В. Г. Шухова, 1929

Основные сведенияПравить

Несколько нетиповых опор линии электропередачи

Опоры 10 кВ в районах Крайнего Севера (ГК ЭЛСИ)

Качающаяся опора линии электропередачи на оттяжках (ЮАР)

Верхняя часть железобетонной опоры ЛЭП (220/380 В)

Опоры ЛЭП на 10 кВ, получившие широкое распространение в странах бывшего СССР. Как правило, являются железобетонными, но также часто бывают и деревянными

Концевая анкерная опора двухцепной ВЛ 110 кВ с высокочастотными заградителями и самонесущим волоконно-оптическим кабелем в междуфазном пространстве

Промежуточная опора из композитного материала

Промежуточная металлическая опора ЛЭП многогранного сечения закрытого профиля. Напряжение 330 кВ. Санкт-Петербург

Плоские пилоны возле аэродрома (110 кВ и 220 кВ)

Соединение железобетонной приставки и деревянной опоры воздушной линии на 220/380 В

Опоры ЛЭП предназначены для сооружений линий электропередач при расчётной температуре наружного воздуха до −65 °C и являются одним из главных конструктивных элементов ЛЭП, отвечающим за крепление и подвеску электрических проводов на определённом уровне.

В зависимости от способа подвески проводов опоры делятся на две основные группы:

опоры промежуточные, на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах;
опоры анкерного типа, служащие для тяжения проводов; на этих опорах провода закрепляются в натяжных зажимах.

Эти виды опор делятся на типы, имеющие специальное назначение:

Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках линии. На промежуточных опорах с подвесными изоляторами провода закрепляются в поддерживающих гирляндах, висящих вертикально; на опорах со штыревыми изоляторами закрепление проводов производится проволочной вязкой. В обоих случаях промежуточные опоры воспринимают горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и на опору и вертикальные — от веса проводов, изоляторов и собственного веса опоры.
Промежуточные угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии с подвеской проводов в поддерживающих гирляндах. Помимо нагрузок, действующих на промежуточные прямые опоры, промежуточные и анкерно-угловые опоры воспринимают также нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов. При углах поворота линии электропередачи более 20° вес промежуточных угловых опор значительно возрастает. При больших углах поворота устанавливаются анкерно угловые опоры.

При установке анкерных опор на прямых участках трассы и подвеске проводов с обеих сторон от опоры с одинаковыми тяжениями горизонтальные продольные нагрузки от проводов уравновешиваются и анкерная опора работает так же, как и промежуточная, то есть воспринимает только горизонтальные поперечные и вертикальные нагрузки. В случае необходимости провода с одной и с другой стороны от опоры можно натягивать с различным тяжением проводов. В этом случае, кроме горизонтальных поперечных и вертикальных нагрузок, на опору будет воздействовать горизонтальная продольная нагрузка.

При установке анкерных опор на углах анкерно-угловые опоры воспринимают нагрузку также от поперечных составляющих натяжения проводов и тросов.

Концевые опоры устанавливаются на концах линии. От этих опор отходят провода, подвешиваемые на порталах подстанций.

Помимо перечисленных типов опор, на линиях применяются также специальные опоры: транспозиционные, служащие для изменения порядка расположения проводов на опорах; ответвлительные — для выполнения ответвлений от основной линии; опоры больших переходов через реки и водные пространства и т. д.

На линиях электропередач применяются деревянные, стальные и железобетонные опоры. Разработаны также опытные конструкции из алюминиевых сплавов и композитных материалов.

Сталь является основным материалом, из которого изготавливаются металлические опоры и различные детали (траверсы, тросостойки, оттяжки) опор. Достоинством стальных опор по сравнению с железобетонными является их высокая прочность при малой массе. Возможность повторного использования в течение всего периода эксплуатации.

По конструктивному решению ствола стальные опоры могут быть отнесены к трем основным схемам — башенным (одно- или многостоечным), портальным или вантовым, по способу закрепления на фундаментах — к свободно стоящим опорам и опорам на оттяжках, по способу соединения элементов разделяются на сварные и болтовые. Также стальные опоры делятся на опоры гибкой конструкции и опоры жёсткой конструкции.

Металлические опоры изготавливаются как из стального уголкового проката (применяется равнобокий уголок), так из гнутого стального профиля постоянного и переменного сечения (это сочетает в себе преимущества конструкций стальных многогранных опор ЛЭП и стальных решетчатых опор башенного типа), кроме того высокие переходные опоры могут быть изготовлены из стальных труб.

В СНГ насчитывается несколько основных центров производства стальных конструкций опор ЛЭП — центральный, уральский и сибирский.

Классификация опорПравить

По назначениюПравить

Концевая анкерная опора

Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках трассы ВЛ, предназначены только для поддержания проводов и тросов и не рассчитаны на нагрузки от тяжения проводов вдоль линии. Обычно составляют 80—90 % всех опор ВЛ.
Угловые опоры устанавливаются на углах поворота трассы ВЛ, при нормальных условиях воспринимают равнодействующую сил натяжения проводов и тросов смежных пролётов, направленную по биссектрисе угла, дополняющего угол поворота линии на 180°. При небольших углах поворота (до 15—30°), где нагрузки невелики, используют угловые промежуточные опоры. Если углы поворота больше, то применяют угловые анкерные опоры, имеющие более жёсткую конструкцию и анкерное крепление проводов.
Анкерные опоры устанавливаются на прямых участках трассы для перехода через инженерные сооружения или естественные преграды, воспринимают продольную нагрузку от тяжения проводов и тросов. Их конструкция отличается жесткостью и прочностью.
Концевые опоры — разновидность анкерных и устанавливаются в конце или начале линии. При нормальных условиях работы ВЛ они воспринимают нагрузку от одностороннего натяжения проводов и тросов.
Специальные опоры: транспозиционные — для изменения порядка расположения проводов на опорах; ответвлительные — для устройства ответвлений от магистральной линии; перекрёстные — при пересечении ВЛ двух направлений; противоветровые — для усиления механической прочности ВЛ; переходные — при переходах ВЛ через инженерные сооружения или естественные преграды.
Стилизованные опоры линии электропередачи — опоры-скульптуры, которые кроме основной функции удержания проводов, выполняют эстетическую.

По способу закрепления в грунтеПравить

Узкобазовая опора(ГК ЭЛСИ)

Опоры, устанавливаемые непосредственно в грунт
Опоры, устанавливаемые на фундаменты
- классические (с широкой базой более 4 м²), как правило, рамные (каркасные) с заливкой бетоном или пригрузом, засыпанным песчано-гравийной смесью
- узкобазовые (менее 4 м²) (например: с креплением на стальную трубу, стальную винтовую или железобетонную сваю)

Специальная концевая опора — переход от воздушной линии к подземной кабельной линии

По конструкцииПравить

Вантовая опора ПС110ПВ-1М

Трехстоечная анкерно-угловая опора 35 кВ конструкции ГК ЭЛСИ

Свободностоя́щие опоры
- одностоечные
- многостоечные
Опоры с оттяжками
Вантовые опоры аварийного резерва

По количеству цепейПравить

Одноцепные
Двухцепные
Многоцепные

По напряжениюПравить

Опоры подразделяются на опоры для линий 0.22, 0.38, 0.4, 6, 10, 35, 110, 150, 220, 330, 400, 500, 750, 1150 кВ. Отличаются эти группы опор размерами и весом. Чем больше напряжение, тем выше опора, длиннее её траверсы и больше её вес. Увеличение размеров опоры вызвано необходимостью получения нужных расстояний от провода до тела опоры и до земли, соответствующих ПУЭ для различных напряжений линий.

По материалу изготовленияПравить

Многогранная металлическая опора

Опора треугольного сечения конструкции ГК ЭЛСИ (ПС10ПИ-6АМ)

Железобетонные — выполняют из бетона, армированного металлом. Для линий 35—110 кВ и выше обычно применяют опоры из центрифугированного бетона. Достоинством железобетонных опор является их стойкость в отношении коррозии и воздействия химических реагентов, находящихся в воздухе. Основной недостаток значительный вес, относительно высокий процент возникновения дефектов при транспортировке (сколы, трещины) и выкрашивание бетона в приповерхностном слое грунта за счет воздействия влаги и циклического изменения температуры (замерзание-оттаивание).
Металлические — выполняют из стали специальных марок. Отдельные элементы соединяют сваркой или болтами. Основной недостаток таких опор — коррозия. Как правило, для предотвращения окисления и коррозии поверхность металлических опор оцинковывают (в том числе методом газотермического напыления) или периодически окрашивают специальными красками.
- Металлические решётчатые опоры
- Металлические многогранные опоры
  - закрытого профиля (шести-, восьми- и т. д. гранники)
  - открытого профиля (треугольного и квадратного сечения)
- Опоры из стальных труб

Деревянные — выполняют из круглых брёвен. Наиболее распространены сосновые опоры и несколько меньше опоры из лиственницы. Деревянные опоры применяют для линий напряжением до 220/380 В включительно в СНГ и до 345 В в США, однако кое-где до сих пор можно увидеть применение деревянных опор в линиях 6, 10, 35 и 110 кВ. Основные достоинства этих опор — малая стоимость (при наличии местной древесины) и простота изготовления. Основной недостаток — гниение древесины, особенно интенсивное в месте соприкосновения опоры с почвой. Пропитка древесины специальным антисептиками (в странах СНГ повсеместно обычно применяют креозот) увеличивает срок её службы с 4—6 до 15—25 лет. Для увеличения срока службы деревянную опору обычно выполняют не из целого бревна, а составной: из более длинной основной стойки и короткого стула, пасынка, или железобетонной приставки. Стул скрепляют с основной стойкой при помощи проволочного бандажа либо цепи. Широко применяют составные деревянные опоры с железобетонными стульями. Деревянные опоры выполняют А-образными или П-образными. П-образная конструкция является более устойчивой, но требует бо́льших капиталовложений из-за повышенного расхода материала по сравнению с А-образной.
Композитные — сравнительно новый тип опор. Получают распространение в США, Канаде, Норвегии, Китае. В России введено в экспериментальную эксплуатацию несколько участков ЛЭП различных классов напряжений с композитными опорами. Преимущества композитных опор обусловлены их диэлектрическими свойствами, хорошей устойчивостью к сложным климатическим условиям (ветер, гололед, циклы замораживание-оттаивание), а также малой массой, позволяющей вести их монтаж в труднодоступных местах.

Срок службы железобетонных и металлических оцинкованных или периодически окрашиваемых опор достигает 50 лет и более в определённых климатических условиях. Стоимость металлических и железобетонных опор значительно превышает стоимость деревянных опор. Выбор того или иного материала для опор обусловливается экономическими соображениями, а также наличием соответствующего материала в районе сооружения линии.

Дополнительные фактыПравить

На некоторых тепловых электростанциях роль опор выполняют дымовые трубы. Известны следующие примеры:

ТЭЦ в Архангельске (1 труба),
Выборгская ТЭЦ в Санкт-Петербурге (1 труба),
Ириклинская ГРЭС в Оренбургской области (3 трубы),
Каширская ГРЭС в Кашире (1 труба),
Конаковская ГРЭС в Тверской области (2 трубы),
Молдавская ГРЭС в Днестровске (3 трубы)
Scholven ГРЭС (нем.) в Гельзенкирхене (1 труба) [1]
Бурштынская ТЭС в Бурштыне (3 трубы)

Унификация опорПравить

На основании многолетней практики строительства, проектирования и эксплуатации ВЛ определяются наиболее целесообразные и экономичные типы и конструкции опор для соответствующих климатических и географических районов и проводится их унификация.

Обозначение опорПравить

Для металлических и железобетонных опор ВЛ 35—330 кВ в СНГ принята условная система обозначения.

Буквы	Что обозначают
П, ПС	промежуточные опоры
ПВС	промежуточные опоры с внутренними связями
ПУ, ПУС	промежуточные угловые
ПП	промежуточные переходные
АУ, У, УС	анкерно-угловые
А	анкерные
К, КС	концевые
Б	железобетонные (не распространяется на опоры 500 кВ)
М	Многогранные
Отсутствие Б	стальные
ПК	Промежуточные композитные

Цифры после букв обозначают класс напряжения. Наличие буквы «т» указывает на тросостойку с двумя тросами, буквы «п» — на изменение взаимного расположения проводов на опоре (обычно заключается в переносе проводов верхнего или нижнего яруса на средний ярус). Цифра через дефис указывает количество цепей: нечётное — одноцепная линия, четное — двух и многоцепные, или типоисполнение опоры. Цифра через «+» означает высоту приставки к базовой опоре (применимо к металлическим опорам). Система обозначений соответствует конструкторской документации заводов-изготовителей и может отличаться от условно принятой формы.

Примеры:

АС35/110П-1ТМ — металлическая (стальная) анкерная опора для ВЛ 35 и 110 кВ из гнутого профиля
У110-2+14 — металлическая анкерно-угловая двухцепная опора с подставкой 14 м;
УС110-3 — металлическая анкерно-угловая одноцепная специальная (с горизонтальным расположением проводов) опора;
УС110-5 — металлическая анкерно-угловая одноцепная специальная (для городской застройки — с уменьшенной базой и увеличенной высотой подвеса) опора (геометрически аналогична опоре У110-2+5);
ПС10П-6АМ — промежуточная стальная для ВЛ 10 кВ из гнутого профиля;
ПМ220-1 — промежуточная металлическая многогранная одноцепная опора;
У220-2т — металлическая анкерно-угловая двухцепная опора с двумя тросами;
ПБ110-4 — промежуточная железобетонная двухцепная опора;
ПМ110-4ф — промежуточная металлическая многогранная двухцепная опора с конструктивно отдельным фундаментом. У другого изготовителя имеет маркировку ППМ110-2 (переходная), хотя конструктивно аналогичная;
ПК110-1 — промежуточная композитная одноцепная опора для ВЛ 110 кВ;
ПК10-2И — промежуточная композитная опора для ВЛИ 10 кВ.

Самые высокие опорыПравить

В настоящее время самые высокие опоры установлены на переходе ЛЭП-220 через морской пролив на архипелаг Чжоушань в Китае, на острове Дамао. Места установки опор: Показать карту 29°56′02″ с. ш. 122°02′10″ в. д.^HGЯO и 29°54′41″ с. ш. 122°01′26″ в. д.^HGЯO. Высота обеих опор составляет 370 метров, каждая имеет вес 5999 тонн. Воздушный переход, построенный в 2009—2010 годах, имеет длину 2700 метров.^[1]

Самые высокие опоры ЛЭП в мире — в КНР — 380^{[источник не указан 1433 дня]} м (2017^{[источник не указан 1433 дня]})

В России высота самой высокой опоры ЛЭП, находящейся в городе Балаково, составляет 197 метров. Тип опоры АТ-178. Координаты опоры: Показать карту 52°02′52″ с. ш. 47°46′41″ в. д.^HGЯO

Экзотические опорыПравить

В мире построены уникальные и очень редкие опоры воздушных линий электропередачи.^[2] Выше речь шла о дымовых трубах электростанций, выполняющих роль опор. Также имеются опоры в виде джокера и Микки Мауса. В России к Зимней олимпиаде 2014 года по пути в Красную Поляну были установлены опоры в виде барса и летящего лыжника. А в 2016 году на территории Пермской ГРЭС в городе Добрянка возвели опоры для ЛЭП в виде огромных футболистов, приуроченные к Чемпионату мира по футболу-2018.^[3]^[4] Высота каждой опоры — 25 метров.^[5]

Подсвеченная опора ЛЭП в Туле

3 стилизованных опоры ЛЭП установлены в Калининградской области. Одна — в виде футбольного символа к Чемпионату мира по футболу 2018 года и две — в виде якорей. Инженерные сооружения смонтировали в 2018 году по индивидуальному проекту и по инициативе АО «Янтарьэнерго». Все опоры действующие. Конструкция в виде фигуры футбольного персонажа, волка Забиваки,^[6], который бьет по мячу, это часть воздушных линий 110 киловольт, которые связывают подстанции в Зеленоградске, Пионерском и поселке Муромское. Замена опоры проведена в рамках реконструкции этих линий. Нестандартная опора ЛЭП обеспечивает энергоснабжение международного аэропорта «Храброво» и Зеленоградского городского округа. Высота энергообъекта сопоставима с 12-этажным домом и составляет 37 метров. Ещё одна достопримечательность Калининграда — самые высокие в стране стилизованные опоры ЛЭП 330 киловольт в виде якорей^[7] на берегу реки Преголи. Их высота — 112 метров. Опоры действующие, это часть линии электропередачи, которая строится для технологического присоединения Прегольской ТЭС. Надежность конструкций обеспечивают 240 свай. Опоры способны выдержать максимальный напор ветра до 36 м/с, устоять в жару и холод до + и — 35 градусов. По всей высоте опор установлено сигнальное освещение, что делает конструкции заметными в темное время суток для кораблей и жителей города.

Специальные моделиПравить

В России есть в нескольких местах электрические опоры специальной конструкции.

Место	Дизайн	Напряжение	Тросы	Высота	Год постройки	Координаты	Источник
Калининград	Якорь	330 кВ	3	112 метров	2018 г.	54.691523 N 20.385062 E ; 54.689387 N 20.391676 E	(https://www.newkaliningrad.ru/news/briefs/community/20471006-v-kaliningrade-ustanovili-112-metrovye-opory-lep-pretenduyushchie-na-rekord-rossii.html Архивная копия от 28 июня 2020 на Wayback Machine)
Зеленоградск	Забивака	110 кВ	6	37 метров	2018 г.	54.921223 N 20.456454 E	(https://www.newkaliningrad.ru/news/community/18947943-na-primorskom-koltse-zavershili-stroitelstvo-lep-v-vide-volka-zabivaki-foto.html Архивная копия от 18 октября 2019 на Wayback Machine)
Белгород	Герб	110 кВ	6	26 метров	2019 г.	50.597154930525626 N 36.56070199676302 E	(https://bel.cultreg.ru/places/1578/opora-lep-v-vide-gerba-belgoroda Архивная копия от 26 июня 2020 на Wayback Machine)
Владимир	Богатырь	110 кВ	6	29 метров	2020 г.	56.17663956929505 N 40.49852762934977 E	(https://newsvladimir.ru/?p=modules&modname=news&r=fullnews&id=522656 Архивная копия от 28 июня 2020 на Wayback Machine)
Воронеж	Маяк	110 кВ	6	29 метров	2020 г.	51.657303666831545 N 39.2358760778266 E	(https://riavrn.ru/news/v-voronezhe-postroili-stilizovannuyu-pod-mayak-lep-vysotoy-46-m/ Архивная копия от 26 июня 2020 на Wayback Machine)
Красная Поляна	Ирбис	110 кВ	6	35 метров	2014 г.	43.652300368639835 N 40.1522866657848 E	(https://denisanikin.livejournal.com/203921.html Архивная копия от 26 июня 2020 на Wayback Machine)
Сочи	Лыжник	110 кВ	3	32 метра		43.5347178 N 40.0050523 E	(http://www.skijumpingrus.ru/issues/news_698.html Архивная копия от 26 июня 2020 на Wayback Machine)
Рязань	Парашют	110 кВ	8	100 метров	2020 г.	54.642978 N 39.667244 E	(https://ya62.ru/news/society/oporu_lep_v_vide_parashyuta_v_ryazani_planiruyut_vvesti_v_rabotu_28_dekabrya/)

См. такжеПравить

ЛитератураПравить

Мельников Н. А. Электрические сети и системы. — М.: Энергия, 1969. — 456 с.
Крюков К. П., Новгородцев Б. П. Конструкции и механический расчет линий электропередачи. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1979. — 312 с.
Дмитрий Чистопрудов. Опора (неопр.). ЖЖ (29 августа 2016). Дата обращения: 11 сентября 2016. Архивировано 4 сентября 2016 года.
Иолит М. Каталог описаний и чертежей опор воздушных линий (неопр.). Дата обращения: 28 сентября 2012. Архивировано 17 октября 2012 года.
Электромонтажные работы. В 11 кн. Кн. 8. Ч. 1. Воздушные линии электропередачи: Учеб. пособие для ПТУ. / Магидин Ф. А.; Под ред. А. Н. Трифонова. — М.: Высшая школа, 1991. — 208 с. ISBN 5-06-001074-0.
Линии электропередачи-2004 (-2006, −2008, −2010, −2012). Проектирование, строительство, опыт эксплуатации и научно-технический прогресс: Сборники докладов российских научно-практических конференций с международным участием / Под ред. Лаврова Ю. А. — Новосибирск. ISBN 5-93889-031-5, ISBN 5-93889-041-8, ISBN 5-93889-076-3, ISBN 978-5-93889-144-9, ISBN 978-5-93889-194-4
Федоров А. А., Попов Ю. П. Эксплуатация электрооборудования промышленных предприятий. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — Тираж 35000 экз. — 280 с.