Опоры ЛЭП 110 кВ: расчетные нагрузки и типовые чертежи

Опоры ЛЭП 110 кВ выбирают по электрической схеме, нагрузкам и условиям конкретного участка трассы. Класс напряжения задает электрические требования, но не определяет единственную высоту, массу или несущую способность конструкции.

Для проектирования нужна ведомость воздействий с координатами приложения, направлениями и идентификаторами расчетных состояний. Эти данные связывают механический расчет проводов, расчет металлоконструкции и проектирование основания.

Ниже рассмотрены многогранные и решетчатые металлические опоры ЛЭП 110 кВ. Расчетные примеры показывают порядок проверки исходных данных и передачи усилий между участниками проектирования.

1. Назначение опоры и пространственная расчетная схема

Функциональное назначение определяет закрепление проводов и набор расчетных режимов по главе 2.5 ПУЭ-7. Конструктивное исполнение определяет передачу воздействий через ствол, траверсы, соединения и опорные узлы.

Промежуточная опора поддерживает провода преимущественно на прямом участке. Поддерживающая подвеска допускает перемещения, которые учитывают при определении усилий и электрических расстояний.

Анкерная опора воспринимает усилия через натяжное закрепление проводов. Для нее проверяют воздействия соседних анкерных участков и предусмотренные односторонние состояния.

Анкерно-угловая опора воспринимает результирующую тяжений при повороте трассы. Направление этой результирующей зависит от геометрии линии и соотношения тяжений смежных участков.

Концевая опора работает при одностороннем тяжении со стороны воздушной линии. Нагрузки спусков и установленного оборудования задают отдельными воздействиями.

Переходная опора обеспечивает пересечение препятствия при специальной геометрии и расчетных условиях. Повышенная высота увеличивает плечи сил и чувствительность точек подвеса к повороту основания.

В системе обозначений «Энерго-1» ММО означает металлическую многогранную опору, СМО - стальную многогранную опору. Обозначения ПМ, АМ, УМ и КМ относятся соответственно к промежуточным, анкерным, анкерно-угловым и концевым исполнениям. ППМ обозначает переходное промежуточное исполнение.

Для модели задают продольную ось трассы, поперечную ось и вертикаль. На угловом участке дополнительно фиксируют направление каждой смежной ветви линии относительно этих осей.

Узел приложения нагрузки должен соответствовать реальному закреплению гирлянды или арматуры. Особенно чувствительны к такой замене длинные траверсы и несимметричная подвеска.

2. Сопоставление конструкций и числовые расчетные варианты

Многогранный ствол собирают из конических секций гнутого листового проката. В расчетной модели учитывают изменение сечения по высоте, стыки и местные зоны передачи усилий.

Решетчатая конструкция передает воздействия через пространственную систему поясов, раскосов и соединений. Ее работа зависит от геометрии панелей, закрепления элементов и принятой податливости узлов.

Точная характеристика изделия требует паспорта или утвержденного рабочего чертежа. Подписи ПМ110-1, П110-1 и аналогичные различают исходные схемы; они не устанавливают характеристики одноименных изделий.

Высоты, массы и число граней в таблицах являются заданными величинами модели. Здесь m - заданная масса в килограммах, g = 9,81 м/с².

Многогранные конструкции: заданные параметры учебных вариантов.

В таблице задана общая высота, поэтому использовать ее как отметку крепления фаз нельзя.

Решетчатые конструкции: заданные параметры учебных вариантов.

Для таблицы РЛ условно приняты раскосы из С245 и пояса из С345 по ГОСТ 27772-2021. Такое распределение является условием примера и требует самостоятельной проверки по СП 16.13330.2017.

Вариант РМ1 имеет заданную массу на 300 кг меньше РЛ1. Их высоты различаются, поэтому эта разность не доказывает преимущество одной системы при одинаковой задаче.

Для проектного сравнения фиксируют одинаковые координаты фаз, нагрузки, критерии перемещений и состав поставки. Отдельно сопоставляют массу крепежа, фундаментных деталей, площадок обслуживания и установленного оборудования.

Собственный вес в таблицах является нагрузкой от массы, а не допустимой внешней нагрузкой. Несущую способность определяют расчетом элементов и соединений для конкретных сочетаний воздействий.

3. Исходные данные: климат, провода и расчетные пролеты

Механический расчет начинается с продольного профиля и согласованных климатических данных. Применяют требования главы 2.5 ПУЭ-7 и предусмотренные проектом наблюдения. Положения СП 20.13330.2016 используют в установленной области действия совместно со специальными требованиями к ВЛ.

На плане отмечают углы поворота, пересечения и переходы между различными условиями обтекания.

Для каждого провода нужны наружный диаметр, погонная масса и механические характеристики. Также задают расчетные температуры и исходное состояние для определения тяжений.

АС-95/16, АС-120/19, АС-150/24 и АС-240/32 использованы в таблицах как варианты расчетного задания. Этот перечень не определяет обязательную подвеску ВЛ 110 кВ.

Грозозащитный трос и ОКГТ рассчитывают отдельно. Их масса, диаметр, тяжение и отметка закрепления создают самостоятельные воздействия на тросостойку и ствол.

Для гирлянд задают строительную длину, массу и координаты закрепления. Для натяжных подвесок дополнительно проверяют расположение шлейфов и расстояния до металлоконструкции.

Ветровой пролет характеризует длину подвески, с которой поперечное распределенное воздействие передается опоре. Для простой схемы используют геометрическую оценку полусуммой соседних горизонтальных пролетов.

Примем соседние горизонтальные пролеты 240 и 260 м.

Это учебное значение относится к одному проводу и заданному распределенному воздействию. Для проекта нагрузку и коэффициенты определяют по ПУЭ-7.

Весовой пролет связывает вертикальную реакцию с погонной весовой нагрузкой. Для условного весового пролета 300 м и погонной нагрузки 8 Н/м вертикальная реакция составляет 2400 Н.

В этом примере вес провода принят равномерным, а гирлянда и арматура учитываются отдельно.

Весовой пролет зависит от положения нижних точек кривой провода в соседних пролетах.

Габаритный пролет связан с обеспечением расстояний при расчетной форме провода. Числовой габарит выбирают по категории местности и виду пересечения согласно ПУЭ-7.

В расчет расстояний включают строительную длину гирлянды, провес, отклонение подвески и перемещение конструкции.

4. Нагрузки, сочетания и контроль расчетной модели

Нагрузки разделяют по физической природе и расчетному режиму.

Продольные силы возникают при разности тяжений и одностороннем натяжении. Для промежуточной опоры их также рассматривают в предусмотренных аварийных и монтажных состояниях.

Для симметричной горизонтальной схемы поворота результирующая равных тяжений одного провода равна Fугл = 2T·sin(α/2). Здесь T - тяжение в каждом смежном пролете, α - угол поворота трассы.

Зададим для учебного примера T = 20000 Н и α = 30°. Для трех одинаково нагруженных фаз сумма равна 3 × 10352,76 ≈ 31058 Н.

Эта сумма справедлива для принятой симметрии и одного расчетного состояния.

Продолжим тот же пример для одного провода.

Для трех фаз с разными отметками общий момент вычисляют суммой произведений соответствующих сил на высоты. Умножение суммарной силы на одну произвольную отметку не сохраняет исходное распределение нагрузки.

При поперечной силе 10000 Н и горизонтальном эксцентриситете 2 м возникает крутящий момент 20000 Н·м. Простое суммирование сил теряет часть пространственной работы.

Максимальный ветер, максимальное тяжение и максимальный гололед нельзя автоматически объединять.

Для каждого случая сохраняют идентификатор, координаты узлов и компоненты воздействий. Отдельно показывают включение собственного веса в программной модели.

Контроль равновесия выполняют по силам и моментам. Суммарные реакции должны соответствовать внешним воздействиям с учетом принятого знака.

Практический контроль включает смену направления ветра и перестановку несимметричного повреждения.

Огибающие удобны для поиска опасных элементов.

5. Ствол, решетка, соединения и антикоррозионная защита

Проверки стальных элементов выполняют по применимым положениям СП 16.13330.2017. Для многогранных опор используют СТО 56947007-29.240.55.016-2008 в пределах принятой нормативной базы проекта.

Стержневая модель многогранного ствола позволяет определить общие усилия и перемещения.

Для стенок проверяют действие продольной силы, изгиба, сдвига и кручения.

В решетчатой системе проверяют сжатые пояса, раскосы и другие элементы пространственного каркаса.

Материал выбирают по расчетной температуре, толщине, напряженному состоянию и требованиям к ударной вязкости. Строительный прокат С245, С255, С345 и С355 задают по ГОСТ 27772-2021. Расчетные сопротивления принимают для конкретного проката по СП 16.13330.2017.

Сталь Ст3сп5 задают по ГОСТ 535-2005. Для стали 09Г2С используют ГОСТ 19281-2014 и расчетные требования СП 16.13330.2017.

Спецификация связывает материал с конкретными деталями и толщинами.

Сварные соединения проверяют по передаваемым усилиям и геометрии шва.

Болтовой узел описывают через тип крепежа, отверстия, шайбы и способ передачи усилий.

Телескопический стык проверяют по геометрии секций и предусмотренной длине перекрытия.

Фланцевый стык проверяют совместно с болтами, сварным примыканием и местной работой стенки.

Перемещения сопоставляют с электрическими расстояниями и работой подвески.

Горячее цинкование задают по ГОСТ 9.307-2021.

Приемка горячего цинкования по ГОСТ 9.307-2021 включает предусмотренный контроль внешнего вида, толщины и других установленных показателей.

Срок службы покрытия зависит от среды, влажности и условий эксплуатации.

6. Реакции на фундамент и податливость основания

Разработчику фундамента передают усилия в согласованном сечении.

Ведомость должна показывать совместно действующие N, Qx, Qy, Mx, My и Mz.

Перенос усилий между отметками меняет моменты.

Фланцевое основание ММО включает опорный фланец, анкерную группу и предусмотренную проектом опорную поверхность.

Для решетчатой опоры передают реакции отдельных опорных узлов. Одно суммарное вертикальное усилие не отражает выдергивание одной стороны при изгибе.

Покажем влияние базы упрощенной парой вертикальных сил.

Эта оценка описывает только равновесие условной пары.

Тип основания выбирают по геологии, нагрузкам и ограничениям строительства. Для соответствующих задач применяют СП 22.13330.2016 и СП 24.13330.2021. В мерзлых грунтах используют СП 25.13330.2020 и принятый принцип взаимодействия с основанием.

Проверяют несущую способность, выдергивание, горизонтальные перемещения, осадки и крен.

Податливость основания увеличивает перемещение точек подвеса.

При h = 30 м и θ = 0,002 рад дополнительное смещение составляет 0,06 м.

Если жесткая заделка заметно искажает перемещения или усилия, используют упругие связи либо совместную модель.

Монтажная стадия также нагружает фундамент.

До монтажа проверяют координаты анкеров, отметки и ориентацию закладных деталей.

7. Типовые серии и чтение рабочих чертежей

Типовое решение применимо в пределах заложенных условий.

Серии 3.407.2-166 и 3.407.2-145 рассматривают раздельно. Их совместное упоминание не устанавливает принадлежность отдельной марки. Для производственного заказа требуется конкретный комплект документов с однозначной идентификацией.

Учебные варианты РМ и РЛ этой статьи к выпускам указанных серий не привязаны. Их высоты и массы нельзя переносить в ведомость серийных изделий. Источником характеристик выбранной опоры служат ее утвержденные чертежи и спецификация.

Сначала читают общие данные и расчетные предпосылки. Устанавливают назначение, число цепей, подвеску, климатические условия и ограничения по углу поворота. Затем сопоставляют расчетные пролеты и предусмотренные режимы.

На общем виде находят отметки фаз и грозозащитного троса. Проверяют длины траверс, координаты узлов и положение опорного сечения. Общую высоту отделяют от высоты подвеса нижнего провода.

При наличии подставки проверяют предусмотренное сочетание элементов. Увеличенная высота меняет плечи горизонтальных сил, собственный вес и ветровую площадь. Возможность установки подставки должна быть подтверждена для конкретного исполнения.

В узлах изучают передачу усилий, отверстия, сварные соединения и доступность сборки. Спецификацию сверяют с обозначениями на общем виде. Отправочная марка должна одинаково читаться в чертежах, упаковочном листе и монтажной схеме.

Проверку применимости удобно вести последовательно:

1. Установить назначение опоры и схему закрепления проводов. 2. Сопоставить число цепей, провода, тросы, арматуру и оборудование. 3. Проверить климатические параметры и расчетные температуры. 4. Сравнить углы поворота, профиль и расчетные пролеты. 5. Сопоставить воздействия по всем обязательным режимам. 6. Проверить электрические расстояния с учетом провеса и перемещений. 7. Согласовать фундаментные реакции и конструкцию сопряжения. 8. Зафиксировать рабочие чертежи, исполнение и примененные изменения.

Нагрузки сравнивают в одинаковых координатах и на одной отметке. Момент у основания нельзя напрямую сопоставлять с моментом в другом сечении. Тяжение провода преобразуют в узловое воздействие с учетом направления.

Перерасчет требуется при выходе за подтвержденные условия решения. Причиной может стать новый провод, ОКГТ, дополнительное оборудование или изменение гирлянды. Увеличение высоты, угла поворота и пролетов также меняет расчет.

Уменьшение массы подвески не гарантирует сохранение всех условий. Другой диаметр меняет ветровую нагрузку, механические свойства влияют на тяжение. Меньшая вертикальная реакция может ухудшить работу поддерживающей подвески.

При реконструкции дополнительно оценивают фактическое состояние металла, соединений и покрытия. Геометрические отклонения и дефекты включают в расчетную постановку по результатам обследования. Первоначальный чертеж не подтверждает текущее состояние конструкции.

Габаритная схема достаточна для предварительной компоновки. Изготовление требует деталировки, соединений, спецификаций и технических требований. Монтаж требует указаний по строповке, сборке, временному закреплению и контролю.

Каждое изменение оформляют с идентификацией ревизии. В ведомости фиксируют замененные листы и влияние на массу, фундамент и монтаж. Для ОМТС это основание корректировать закупочную спецификацию до размещения заказа.

8. Техническое задание, комплект поставки и приемка

Техническое задание связывает трассу, расчет и поставляемую конструкцию. Записи одной марки недостаточно без исполнения и рабочих чертежей. Для индивидуальной ММО согласуют габаритную схему и интерфейс с основанием.

В исходные данные включают назначение, число цепей и параметры подвески. Прилагают профиль соседних участков, углы поворота и расчетные пролеты. Отдельно передают климатические параметры и требования к электрическим расстояниям.

Ведомость нагрузок содержит координаты, направления и расчетные случаи. При наличии механического расчета проводов сохраняют связь с его состояниями. Разработчику фундамента передают геологию и ограничения площадки.

Условия доставки задают до определения транспортных секций. Проверяют длину груза, ограничения маршрута, разгрузку и грузоподъемность техники. Площадки складирования должны обеспечивать предусмотренное опирание и сохранность покрытия.

Для согласования заказа нужен следующий комплект:

• Полное обозначение изделия, исполнение и ревизия рабочих чертежей. - Габаритная схема с отметками подвеса и ориентацией относительно трассы. - Расчетные условия и ведомость воздействий на конструкцию. - Реакции на фундамент с совместно действующими компонентами. - Чертеж фланца, анкеров или другого предусмотренного сопряжения. - Спецификация секций, траверс, тросостойки и соединительного крепежа. - Требования к материалам, покрытию и документам качества. - Монтажные указания с ограничениями и контрольными операциями.

В договоре фиксируют границы поставки. Ствол, анкерная группа, фундаментная секция, арматура и заземление могут относиться к разным поставщикам. Массу коммерческого предложения проверяют по перечисленным позициям.

Стоимость сравнивают после приведения предложений к одинаковым нагрузкам и комплектности. Отдельно сопоставляют доставку, сборку, фундамент и приемочный контроль. Цена металлоконструкции не описывает полную стоимость установленной опоры.

Паспорт связывают с маркировкой отправочных элементов. Документы на материалы и результаты контроля должны обеспечивать прослеживаемость требований заказа. Комплектность сверяют со спецификацией до отправки на объект.

При входном контроле проверяют количество секций, крепеж, маркировку и состояние соединительных поверхностей. Транспортные повреждения фиксируют до сборки. Деформации фланцев и отверстий оценивают по согласованной процедуре.

Монтажный контроль подтверждает посадку телескопических секций либо сборку фланцевых стыков. Результаты затяжки и геодезической проверки оформляют согласно проектной документации. Случайная замена шайб или анкеров нарушает согласованную конструкцию узла.

После установки проверяют положение точек подвеса и ориентацию траверс. Фактическую геометрию сопоставляют с проектом и исполнительной схемой. Обнаруженные отклонения рассматривают до натяжения проводов.

Для подбора многогранного исполнения «Энерго-1» передают профиль, подвеску, климатические данные и расчетные случаи. Раздел металлические опоры ЛЭП предназначен для обращения по подбору и согласованию конструкции. Основанием заказа становится согласованный комплект расчетов, чертежей и спецификаций.

Источники

При выпуске рабочей документации фиксируют применяемые редакции и изменения нормативов. Ссылки на информационные фонды помогают найти документ. Расчетная записка должна указывать конкретные использованные положения.

• ПУЭ-7, глава 2.5. Воздушные линии напряжением выше 1 кВ: нагрузки, расчетные режимы, опоры и электрические расстояния. - СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». Общие положения в применимой области совместно со специальными требованиями к ВЛ. - СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции». Проверки прочности, устойчивости, соединений и деформативности. - Федеральный информационный фонд стандартов. ГОСТ 27772-2021 для строительного проката; ГОСТ 19281-2014 и ГОСТ 535-2005 для соответствующих условий поставки стали. - ГОСТ 9.307-2021, информационный фонд стандартов. Требования к горячим цинковым покрытиям и установленным методам контроля. - Федеральный центр нормирования. СП 22.13330.2016, СП 24.13330.2021 и СП 25.13330.2020 для соответствующих геотехнических задач. - Нормативно-техническая документация электросетевого комплекса. Поиск СТО 56947007-29.240.55.016-2008 для проверки требований к стальным многогранным опорам и применимости документа. - Серии 3.407.2-166 и 3.407.2-145. Применение требует идентификации конкретного выпуска, листа, исполнения и комплекта изменений. - Учебные варианты РМ1-РМ6 и РЛ1-РЛ8 определены непосредственно в разделе 2 этой статьи. Размеры и массы являются условиями примеров; собственный вес рассчитан как G = m·9,81. - Учебные примеры разделов 3, 4 и 6 основаны на явно заданных пролетах, нагрузках, угле поворота, высотах и расстояниях. Они демонстрируют вычисления и не устанавливают допустимые нагрузки изделий. - Металлические опоры ЛЭП завода «Энерго-1». Направление исходных данных для подбора и согласования исполнения.

Нормативные ссылки не подтверждают паспортные размеры и массы отдельных марок. Для производственного заказа эти параметры принимают из утвержденных рабочих чертежей, спецификаций, ТУ и паспорта выбранного исполнения.

Обсудить проект