Специальные опоры ВЛ: переходные и транспозиционные решения

Специальные опоры ВЛ применяют там, где типовая геометрия линии не обеспечивает требуемую компоновку. К таким участкам относятся переходы через реки, дороги, железнодорожные пути и ущелья.

Отдельные задачи возникают при транспозиции фаз, выходе ВЛ на кабель, размещении оборудования и прохождении трассы по сложному рельефу. Конструкцию выбирают по совместной работе проводов, ствола, узлов и основания.

Основная продукция завода «Энерго-1» - металлические многогранные опоры ВЛ 0,4-500 кВ. В линейке применяют промежуточные, анкерные, анкерно-угловые, концевые и переходные исполнения.

1. Назначение и конструктивная схема специальной опоры

Специальное назначение описывает задачу участка. Тип опоры описывает функцию в механической схеме. Эти признаки связывают расчетом и рабочей документацией.

Промежуточная опора поддерживает провода через подвесные гирлянды. Анкерная опора закрепляет провода натяжными гирляндами и воспринимает продольные воздействия.

Анкерно-угловая опора воспринимает тяжение при изменении направления трассы. Концевая опора работает при одностороннем тяжении перед подстанцией или воздушно-кабельным переходом.

В системе обозначений «Энерго-1» ПМ означает промежуточную многогранную опору. АМ означает анкерную конструкцию, УМ - анкерно-угловую, КМ - концевую.

ППМ применяют как переходную промежуточную многогранную опору повышенной высоты. ПМГ и УМГ предназначены для более тяжелых условий ВЛ 220-500 кВ.

ММО и СМО обозначают стальные опоры с многогранным коническим стволом. Ствол формируют из гнутого листового профиля с 8, 12 или 16 гранями.

Марка изделия сама по себе не подтверждает взаимозаменяемость. Идентификацию выполняют по чертежу, исполнению, спецификации и версии расчетной документации.

Многогранный ствол работает как замкнутая тонкостенная система. Проверяют общую устойчивость, местную устойчивость граней и зоны передачи сосредоточенных усилий.

Решетчатая опора передает усилия через пояса, раскосы, диафрагмы и узловые соединения. Ширина базы влияет на жесткость и расстояние между фундаментами.

Для ВЛ 330-500 кВ применяют одностоечные моноподы и двухстоечные П-образные порталы. В портале проверяют совместную работу стоек, ригеля и оснований.

2. Переходные опоры и профиль трассы

Расчет переходной опоры выполняют совместно с прилегающими пролетами. Ширина препятствия определяет только часть исходной геометрии.

Положение опор зависит от рельефа, землепользования, доступности площадок и требований владельца пересекаемого объекта. Для водных переходов добавляют гидрологические характеристики и прогноз размыва.

Высоту подвеса назначают по положению провода в расчетных режимах ПУЭ-7. Проверяют провес, ветровое отклонение, температуру, гололед и положение гирлянд.

Ветровой пролет определяет поперечные воздействия от проводов и тросов. Весовой пролет определяет вертикальную нагрузку на подвеску. Геометрическая длина перехода не заменяет эти расчетные величины.

Для предварительной оценки провеса применяют зависимость f примерно равно qL²/(8H). Здесь q обозначает погонную нагрузку, L - горизонтальную проекцию пролета, H - горизонтальную составляющую тяжения.

Формула относится к приближенной параболической схеме с одинаковыми отметками подвеса. Рабочая модель учитывает профиль, температуру, упругость провода и расчетные сочетания.

При увеличении пролета с 200 до 240 м приближенный провес возрастает в 1,44 раза при неизменных q и H. При исходном провесе 8 м результат составит 11,52 м.

Расчетный пример показывает чувствительность геометрии к длине пролета. Фактическую высоту опоры назначают после проверки габарита, деформаций ствола и положения провода.

При сложном профиле подвеска может получить направленную вверх реакцию. Узел проверяют для соответствующего температурного и климатического режима.

Водные переходы

Для водного перехода получают расчетные уровни воды, условия судоходства и данные о русловых процессах. На судоходном участке проверяют установленный судоходный габарит.

Береговые площадки обследуют с учетом устойчивости склонов, подтопления и размыва. Положение фундамента сопоставляют с прогнозируемой границей воздействия.

Переходная ППМ требует проверки перемещений, поворотов и динамической реакции. Расчет проводов дополняют оценкой вибрации, пляски и работы защитной арматуры.

Монтажную схему разрабатывают вместе с компоновкой опоры. Проверяют подъезд крана, временные дороги, места сборки и раскатки проводов.

Длина секций зависит от транспортного маршрута и возможностей площадки. Уменьшение транспортного габарита увеличивает число стыков и монтажных операций.

Автомобильные и железные дороги

Условия владельца инфраструктуры задают ограничения размещения опор и производства работ. Для железной дороги учитывают пути, контактную сеть и перспективное развитие.

Для автодороги проверяют профиль, полосы движения и проектируемую реконструкцию. Расстояния до покрытия, земли и контактной сети рассматривают раздельно.

Охранная зона имеет отдельное правовое основание. Она не заменяет проверку электрического габарита по применимым требованиям ПУЭ-7.

Ограниченное время работ влияет на секционирование и порядок сборки. Натяжение проводов связывают с временными ограждениями и защитными сооружениями.

3. Транспозиционные опоры и кабельные переходы

Транспозиционные опоры обеспечивают предусмотренную проектом перестановку фазных проводов. Транспозицию применяют для выравнивания электрических параметров фаз по длине линии.

Необходимость транспозиции устанавливают электротехническим расчетом. Результат зависит от длины линии, нагрузки, расположения цепей и параметров присоединений.

Компоновку начинают со схемы фаз до и после узла. Затем определяют траектории проводов, точки крепления гирлянд и положение шлейфов.

Изоляционные расстояния проверяют при расчетных отклонениях проводов и гирлянд по ПУЭ-7. В расчет включают соседние фазы, ствол, траверсы, лестницы и площадки.

Несимметричное расположение подвесок создает кручение и местный изгиб траверс. В пространственной модели сохраняют фактические эксцентриситеты.

Монтажные состояния проверяют отдельно. Установка гирлянд и закрепление шлейфов меняют распределение усилий между узлами.

ВКПП 35-220 кВ

Воздушно-кабельный переходный пункт соединяет воздушную линию с кабельной системой. Опорой служит концевая многогранная конструкция или переходный портал.

Состав оборудования определяет электрическая схема. В проект могут входить кабельные муфты, ОПН, разъединители, заземлители, площадки и кабельные крепления.

Конструкция воспринимает тяжение проводов, вес аппаратов и реакции кабельных креплений. Воздействия на выводы муфт принимают по документации оборудования.

ОПН выбирают по координации изоляции и характеристикам сети. Класс напряжения сам по себе не задает полный набор параметров ограничителя.

Разъединители и заземлители включают по оперативной схеме. Для 110 кВ применяют аппараты серий РДЗ-110 или РГП-110 при соответствии проекту.

Одножильные кабели фиксируют немагнитными хомутами из алюминия или полиамида. Выбор креплений связывают с электромагнитными и тепловыми воздействиями кабельной системы.

Схему соединения экранов согласуют с расчетом наведенных напряжений и потерь. Коробки транспозиции экранов и мониторинг включают при проектной необходимости.

Площадки обслуживания размещают с учетом безопасного доступа к муфтам и аппаратам. Дополнительные кронштейны меняют ветровую площадь и распределение усилий.

До заказа металлоконструкций согласуют монтажные размеры, массу, центр тяжести и допустимые воздействия каждого аппарата. Замена муфты или ОПН требует повторной проверки креплений и расстояний.

4. Технические характеристики базовых опор

Следующие параметры приведены для базовых стальных конструкций из технической выписки. Они служат ориентиром для сравнения функций и состава изделия.

Рабочее применение серии требует проверки выпуска, листа, исполнения и расчетных условий. Параметры базовых решетчатых опор нельзя переносить на специальную ППМ без нового расчета.

Серия 3.407.2-170 относится к унифицированным стальным конструкциям опор ВЛ 35 кВ. Серии 3.407.2-166 и 3.407.2-145 относятся к унифицированным конструкциям ВЛ 110 кВ.

Сравнение П110-1 и П110-3 показывает увеличение высоты на 5,0 м и массы на 800 кг. Масса П110-3 выше массы П110-1 примерно на 30,2 процента.

Для специальной ППМ отдельно задают секции, траверсы, стыки, высоты подвеса и реакции основания. Массу базовой конструкции нельзя использовать как массу переходного исполнения.

5. Расчет ствола, соединений и оснований

Расчетную основу формируют ПУЭ-7, СП 20.13330.2016 и задание на проектирование. Стальные элементы и соединения проверяют по СП 16.13330.2017.

Для металлических многогранных опор ВЛ 35-500 кВ применяют СТО 56947007-29.240.55.016-2008 в области, установленной проектом. ГОСТ 22687.0-85 относится к железобетонным стойкам и не применяется к металлическому стволу.

Постоянные нагрузки включают массу металлоконструкций, изоляции, оборудования, проводов и тросов. Для проводов используют расчетные весовые пролеты.

Ветровые воздействия определяют для ствола, траверс, площадок, проводов и тросов. Учитывают высоту, местность, рельеф и аэродинамические характеристики.

Гололед изменяет вес, парусность и механическое состояние проводов. Совместные режимы ветра и гололеда назначают по ПУЭ-7 и применимым требованиям СП 20.13330.2016.

Для угловой опоры результирующее усилие при равных тяжениях оценивают зависимостью R = 2T sin(α/2). При повороте трассы на 30 градусов отношение R/T составляет примерно 0,518.

При повороте на 60 градусов отношение R/T достигает 1,0. Рост угла заметно увеличивает поперечное воздействие при неизменном тяжении.

Пространственная модель должна воспроизводить изгиб, сжатие, растяжение и кручение. Для гибких конструкций проверяют влияние деформированной схемы.

По СП 16.13330.2017 проверяют прочность, общую устойчивость и местную устойчивость. У многогранного ствола отдельно рассматривают грани и зоны ввода сосредоточенных воздействий.

Фланцевый стык рассчитывают как систему фланца, болтов, сварных швов и оболочки ствола. Равномерную работу болтовой группы принимают при наличии расчетного обоснования.

Телескопический стык проверяют по геометрии, длине сопряжения и передаче усилий. Фактическую посадку секций фиксируют при приемке.

Задание на фундамент содержит вертикальную реакцию, две горизонтальные составляющие, два изгибающих момента и крутящий момент. Компоненты передают совместно для каждого сочетания.

Для портала согласуют реакции обеих стоек. Проверяют режимы, вызывающие сжатие одного основания и выдергивание другого.

Тип основания выбирают по инженерным изысканиям и расчетным воздействиям. Рассматривают монолитные фундаменты, сваи, ростверки и другие обоснованные решения.

На береговых площадках проверяют размыв, устойчивость массива, грунтовые воды, промерзание и агрессивность среды. Для мерзлых грунтов применяют специальные требования.

6. Материалы, цинкование и приемка

Строительный прокат С245, С255, С345 и С355 назначают по ГОСТ 27772-2021 с учетом толщины и температуры эксплуатации. Требования к ударной вязкости и сварке закрепляют спецификацией.

Сталь Ст3сп5 поставляют по ГОСТ 535-2005. Сталь 09Г2С поставляют по ГОСТ 19281-2014. Расчетные характеристики принимают по СП 16.13330.2017 для конкретной толщины и состояния проката.

Обозначения Ст3сп5 и 09Г2С нельзя автоматически считать эквивалентами классов С245, С255, С345 или С355. Соответствие проверяют по стандарту поставки и рабочей документации.

Сертификат связывает партию проката с изготовленными элементами. Входной контроль сопоставляет стандарт, марку, толщину и дополнительные требования заказа.

При гибке контролируют геометрию граней, прямолинейность секции и качество продольного соединения. Замену материала согласуют с разработчиком документации.

Сварные соединения контролируют по рабочим чертежам и технологической документации. Результаты связывают с конкретной секцией или узлом.

Болты, гайки и шайбы комплектуют по спецификации. Для соединений с контролируемым натяжением назначают способ затяжки и приемочный контроль.

Горячее цинкование выполняют по ГОСТ 9.307-2021. Подготовку поверхности, технологические отверстия и контроль покрытия назначают проектом и технологической документацией.

В замкнутых полостях предусматривают отверстия для обработки и безопасного погружения. После цинкования проверяют сопряжения, резьбы и проходимость отверстий.

Маркировка секций должна соответствовать комплектовочной ведомости и монтажной схеме. Упаковка защищает покрытие, кромки и присоединительные поверхности.

Заводская приемка охватывает геометрию, сварные соединения, покрытие и комплектность. Для специальных узлов предусматривают проверку собираемости по согласованной программе.

После монтажа проверяют отметки, вертикальность, стыки, крепеж и заземляющие соединения. Для телескопических стыков фиксируют фактическую посадку секций.

7. Исходные данные, комплектность и стоимость

Для технического предложения передают единую версию исходных данных. Она должна описывать электрическую схему, трассу, провода, климат, основания и границы поставки.

Для провода передают конкретное исполнение, разрывное усилие, массу и температурные характеристики. Одного обозначения сечения недостаточно для расчетной модели.

Для ОКГТ указывают допустимые воздействия, радиусы изгиба и требования к арматуре. Для кабельного перехода передают тип муфт, массу аппаратов, реакции креплений и габариты обслуживания.

В спецификации отдельно закрепляют ствол, траверсы, секции, крепеж, лестницы, площадки и фундаментные детали. Электротехническое оборудование распределяют по отдельным позициям.

Для ВКПП разграничивают поставку металлоконструкций, муфт, ОПН, разъединителей, кабельных креплений и системы заземления. Каждая позиция получает однозначное обозначение.

Стоимость включает материал, изготовление, соединения, защитное покрытие, контроль, упаковку и логистику. Дополнительные расчеты и документацию учитывают по договору.

Увеличение высоты повышает плечо поперечных воздействий и требования к жесткости. Изменение траверс добавляет местные усиления и трудоемкие соединения.

Секционирование связывает заводскую технологию, транспортный маршрут и монтаж. Короткие секции облегчают перевозку, но увеличивают число стыков.

Сравнение коммерческих предложений выполняют при одинаковой границе учета. Отдельно показывают металлоконструкции, фундаментные детали, оборудование, доставку и услуги.

Чтобы купить переходные опоры ВЛ, направьте профиль трассы, расчетные условия и спецификацию. После проверки согласуют компоновку, реакции, чертежи и комплектность.

Цена специальных опор ЛЭП зависит от геометрии, нагрузок, узлов, покрытия, состава поставки и условий доставки. Изменение проводов, пролетов, числа цепей или оборудования требует повторной оценки.

Профильные решения представлены в разделе «Опоры ЛЭП».

Источники

Документы применяют в редакциях и с изменениями, установленными для конкретного проекта. Перед рабочим применением проверяют область действия и применимые пункты.

• ПУЭ-7, глава 2.5 - расчетные режимы ВЛ, пересечения и габариты.
• СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции» - расчет стальных элементов, устойчивости и соединений.
• СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» - климатические и иные воздействия.
• ГОСТ 27772-2021 - прокат для строительных стальных конструкций.
• ГОСТ 535-2005 - сталь углеродистая обыкновенного качества.
• ГОСТ 19281-2014 - прокат из стали повышенной прочности.
• ГОСТ 9.307-2021 - горячие цинковые покрытия.
• СТО 56947007-29.240.55.016-2008 - технические требования к стальным многогранным опорам ВЛ 35-500 кВ.
• Серии 3.407.2-170, 3.407.2-166 и 3.407.2-145 - унифицированные стальные конструкции опор ВЛ 35 и 110 кВ.
• «Энерго-1»: металлические опоры ЛЭП - профильный раздел продукции.