
Аннотация
Воздушные линии электропередачи (ВЛ) представляют собой один из наиболее важных и критических элементов современных энергетических систем, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии по проводам, расположенным на открытом воздухе [6]. ВЛ находят применение практически на всех ступенях электрических сетей — от распределительных сетей низкого напряжения, подводящих энергию непосредственно к конечным потребителям, до сверхдальних высоковольтных магистралей высокого и сверхвысокого классов напряжения [6]. Сооружение и монтаж воздушных линий — это сложный, комплексный и высокотехнологичный процесс, требующий строгого соблюдения целого ряда технических стандартов, технологических правил и требований безопасности [4, 5, 82].
Любая ошибка, допущенная на этапе проектирования, сборки опор, подготовки котлованов или раскатки проводов, может привести к тяжелым авариям, длительным перерывам в электроснабжении промышленных предприятий и населенных пунктов, а также поставить под угрозу жизнь и здоровье людей [7, 65]. Настоящая экспертная статья подготовлена на основе классического и фундаментального учебного руководства «Устройство и монтаж воздушных линий электропередачи» (авторы: Ф. А. Магидин, А. Г. Берковский) [1]. Данный труд аккумулирует многолетний опыт проектирования, строительства и эксплуатации электросетевых объектов и является ключевым источником достоверных нормативных и практических сведений в области линейного строительства [1, 5].
В рамках данной статьи подробно рассмотрены основные технические требования, этапы организации работ, особенности монтажа проводов, изоляторов, опор и заземляющих устройств, а также требования к пересечениям ВЛ с естественными и искусственными преградами.
1. Классификация ВЛ и основные конструктивные элементы
Согласно действующим стандартам и правилам устройства электроустановок (ПУЭ), устройство воздушных линий электропередачи, их проектирование и строительство должны строго отвечать требованиям надежности, экономичности и безопасности [6]. В зависимости от номинального напряжения ВЛ разделяются на две основные группы:
- Низковольтные линии (до 1000 В) — в основном служат для подвода электроэнергии непосредственно к конечным потребителям (жилым домам, коммунально-бытовым объектам, сельскому хозяйству) [7, 185].
- Высоковольтные линии (выше 1000 В) — к ним относятся линии напряжением 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500 и 750 кВ [7].
По своему функциональному назначению ВЛ можно классифицировать на следующие категории:
- Сверхдальние магистральные линии (напряжением 500 кВ и выше) — служат в основном для организации межсистемных связей между отдельными крупными энергосистемами и передачи колоссальных объемов мощности на огромные расстояния [6].
- Магистральные линии (напряжением 220 и 330 кВ) — используются для передачи электрической энергии от мощных электростанций, а также для связи между энергосистемами и объединения электростанций внутри энергосистем [6].
- Распределительные сети (напряжением 35, 110 и 150 кВ) — предназначены для электроснабжения крупных промышленных предприятий, городов и сельских районов [6].
- Питающие и распределительные линии (напряжением 20 кВ и ниже) — подводят энергию от понизительных подстанций к непосредственным потребителям [6].
Конструктивное исполнение воздушной линии электропередачи состоит из следующих основных элементов:
- Опорные конструкции (опоры и основания/фундаменты) — служат для поддержания проводов и тросов на заданном вертикальном расстоянии от поверхности земли или воды [8].
- Провода — предназначены непосредственно для передачи электрического тока [41].
- Изоляторы — изолируют провода от опорных конструкций [8, 50].
- Линейная арматура — предназначена для крепления проводов к изоляторам и изоляторов к опорам, а также для соединения концов проводов и защиты их от механических повреждений [8, 53].
- Грозозащитные тросы и разрядники — защищают линию от атмосферных перенапряжений (ударов молнии) [8, 64].
- Заземляющие устройства — обеспечивают электрическое соединение заземляемых частей опор или разрядников с землей для обеспечения безопасности людей и надежности работы оборудования [8, 70].
2. Механические режимы работы и климатические нагрузки
Проектирование и монтаж элементов ВЛ в значительной степени зависят от механических нагрузок, определяемых климатическими условиями района, по которому проходит трасса [8]. Территория делится по скорости ветра и максимальной толщине стенки гололеда на проводах на несколько климатических районов (семь районов по ветру и пять районов по гололеду) [8]. При проектировании и монтаже ВЛ расчет ведут по наиболее тяжелым метеорологическим условиям, наблюдаемым в данном районе 1 раз в 15 лет для ВЛ напряжением 500 кВ и 1 раз в 10 лет для ВЛ напряжением 6–330 кВ [8].
Различают три основных механических состояния (режима работы) воздушной линии электропередачи:
- Нормальный режим — режим, при котором провода и грозозащитные тросы не оборваны и воспринимают нагрузки от собственного веса, веса гололеда и давления ветра [8].
- Аварийный режим — режим, возникающий при частичном или полном обрыве одного или нескольких проводов или тросов в пролете [8].
- Монтажный режим — режим, возникающий непосредственно в условиях ведения монтажных работ (при установке опор, раскатке проводов, их натягивании и креплении к изоляторам) [8].
При сооружении ВЛ критически важно обеспечивать необходимый запас прочности (коэффициент запаса) элементов конструкции [9]. Запас прочности определяется как отношение минимальной расчетной разрушающей нагрузки к величине фактической нагрузки при наиболее тяжелых климатических условиях [9]. Для проводов и тросов этот коэффициент гарантирует отсутствие механических напряжений, превышающих временное сопротивление материала на разрыв при максимальных ветровых и гололедных нагрузках [9, 10, 46].
3. Организация и этапы строительно-монтажных работ
Сооружение воздушных линий электропередачи представляет собой рассредоточенный тип работ, выполняемых последовательно на большой протяженности трассы [4, 80]. Сравнительно небольшой объем работ на каждом пикете линии требует высокой мобильности строительных подразделений и максимальной механизации всех технологических процессов [4, 86].
Основным и наиболее прогрессивным методом строительства является поточный метод, при котором трасса разбивается на несколько участков фронта работ, и на каждом из них последовательно трудится специализированная бригада или участок [5, 83]. По мере завершения своего этапа работы каждая бригада перемещается на следующий пикет [83]. Типовой график поточного метода предусматривает пять последовательных стадий [84]:
- Вырубка просеки и подготовка трассы [84, 98].
- Транспортные работы по развозке материалов и конструкций [84, 100].
- Земляные работы и устройство фундаментов под опоры [84, 121, 126].
- Сборка и установка опор на пикетах [84, 137].
- Монтаж проводов и грозозащитных тросов [84, 147].
Другим методом является комплексный метод, применяемый при малых объемах строительства или в сильно стесненных условиях, когда весь комплекс технологических операций на определенном участке выполняется одной комплексной бригадой [85]. Хотя комплексный метод менее производителен, чем поточный, он позволяет гибко маневрировать ресурсами при ликвидации сложных переходов или строительстве локальных ответвлений [85].
Подготовительный этап
До начала строительных работ на трассе должен быть детально изучен проект линии и составлен проект производства работ (ППР) [81]. В подготовительный период осуществляются следующие работы:
- Производственный пикетаж — перенос проекта в натуру, разбивка центров опор и фиксация их закрепительными знаками [82, 98]. Для линий напряжением до 10 кВ пикетаж выполняют строительно-монтажные организации, а для ВЛ 35 кВ и выше — проектная организация [98].
- Вырубка просек и расчистка трассы — прорубка лесных массивов для обеспечения безопасных расстояний от проводов до деревьев [98]. Посреди трассы деревья вырубают вровень с землей на ширину 4–6 метров для беспрепятственного проезда строительной техники и вывоза древесины [99]. Высота остающихся пней на просеке не должна превышать одной трети диаметра срубленного дерева [99].
- Разгрузка и складирование материалов — доставка опор, проводов, изоляторов и линейной арматуры на центральные и линейные склады, расположенные вблизи трассы [100, 101]. Железобетонные и деревянные стойки хранят в штабелях высотой до 2 метров на деревянных подкладках во избежание деформаций и порчи материалов [101].
4. Разработка котлованов и устройство фундаментов
Закрепление опор в грунте — один из важнейших этапов строительства, определяющий устойчивость линии к ветровым, гололедным и аварийным нагрузкам [37]. Опоры могут устанавливаться непосредственно в грунт или на специальные железобетонные фундаменты [12, 37].
Разработка котлованов
Разработка котлованов под опоры выполняется преимущественно механизированным способом с использованием специальных буровых и бурильно-крановых машин [38, 89]. Бурение котлованов под одностоечные опоры производится буровыми головками диаметром на 10–15 см больше диаметра устанавливаемой стойки [38]. Это позволяет устанавливать стойки в практически нарушенный грунт естественной структуры, что обеспечивает значительно более высокие прочностные характеристики заделки по сравнению с котлованами, разрабатываемыми экскаваторами [38].
При разработке котлованов ковшовыми экскаваторами (для установки сборных фундаментов тяжелых опор или анкерных плит) глубина котлована должна точно соответствовать проекту [125]. Недобор грунта на дне котлована перед установкой фундаментов должен составлять 100–200 мм во избежание нарушения несущей способности основания [125]. Окончательную доводку дна котлована производят вручную непосредственно перед монтажом фундамента [125]. Разработка котлованов в скальных породах выполняется взрывным способом или с применением пневматических отбойных молотков [126].
Устройство фундаментов
Для свободностоящих металлических опор и опор с оттяжками применяются следующие основные типы фундаментов:
- Сборные железобетонные подножники грибовидной формы — состоят из опорной плиты и стойки с анкерными болтами [39, 40]. Подножники покрывают гидроизоляционным асфальтобитумным лаком для защиты от агрессивного воздействия грунтовых вод [40]. В слабых грунтах прочность заделки подножников повышают установкой дополнительных пригрузочных плит [40].
- Свайные фундаменты — наиболее эффективны в слабых, заболоченных и водонасыщенных грунтах [40]. Сваи погружают методом вибровдавливания или забивки с помощью сваебойных агрегатов (например, ВВПС-20/11 или ВВПС-32/19 на базе трактора Т-100) [40, 91]. Преимущество свайных фундаментов заключается в отсутствии земляных работ и высокой несущей способности за счет трения боковых поверхностей свай о грунт [40].
- Монолитные железобетонные фундаменты — сооружаются непосредственно на месте установки опор при больших переходах через реки или в особо тяжелых геологических условиях [39, 128]. Бетонирование монолитных конструкций должно производиться непрерывно, с обязательным уплотнением бетонной смеси вибраторами [129].
После монтажа фундаментов или установки опор котлованы немедленно засыпают грунтом с послойным трамбованием слоями по 25–30 см [127]. Использование мерзлого грунта для обратной засыпки допускается в количестве не более 15% от общего объема, так как при оттаивании такой грунт дает значительную усадку и снижает устойчивость опоры [127].
5. Требования к сборке и установке опор
Опоры ВЛ классифицируются по материалу изготовления на деревянные, железобетонные и стальные (металлические) [12]. Сборка и выверка опор должны выполняться в строгом соответствии с технологическими картами [114].
Деревянные опоры
Несмотря на развитие современных материалов, деревянные опоры сохраняют свою актуальность благодаря дешевизне, высокой эластичности и отличным диэлектрическим свойствам древесины [13]. Для изготовления деревянных опор применяют преимущественно сосну, лиственницу и реже ель [13]. Основным требованием к деревянным опорам является обязательная заводская пропитка антисептиками (креозотовым маслом или минеральными составами) для предотвращения гниения [14]. Срок службы пропитанной древесины возрастает до 15–25 лет по сравнению с 3–5 годами для необработанной ели или сосны [14].
Сборка деревянных опор включает сопряжение стоек с железобетонными пасынками (приставками) [15]. Соединение выполняется проволочными бандажами из оцинкованной стальной проволоки диаметром 4 мм (10 витков) или катанки диаметром 6 мм (6 витков) [15, 16]. Длина сопряжения стойки с пасынком должна составлять ровно 1100 мм для железобетонных пасынков и 1300 мм для деревянных пасынков [15]. Стяжку бандажей производят с помощью стяжных болтов и фасонных шайб [20].
Железобетонные опоры
Железобетонные опоры получили наибольшее распространение в распределительных сетях всех напряжений благодаря своей высокой долговечности, прочности и отсутствию необходимости в периодической окраске [23]. Основные усилия растяжения в таких опорах воспринимает стальная арматура, а усилия сжатия — бетон [23]. Применяются опоры с предварительно напряженной арматурой, изготовленные методом центрифугирования или вибрирования [23, 24, 25].
Нижнюю часть железобетонных стоек перед установкой покрывают асфальтобитумным лаком на длину 3,2 метра для предотвращения проникновения влаги и разрушения бетона [27]. Торцы стоек закрывают специальными крышками-заглушками [27]. Сборка одностоечных железобетонных опор заключается в установке траверс, тросостоек и ригелей, а также в прокладке заземляющих спусков [24, 114]. Траверсы крепят к стойке сквозными болтами или специальными хомутами [28].
Металлические опоры
Металлические опоры собирают на пикетах из отдельных плоских или пространственных секций, изготовленных на заводах металлоконструкций [33]. Соединение элементов решетки опор выполняется преимущественно на болтах, что упрощает монтаж и позволяет производить горячую оцинковку отдельных деталей для надежной защиты от коррозии [33, 36].
Укрупнительная сборка металлических опор производится на ровных площадках вдоль оси ВЛ [118, 120]. Болтовые соединения тщательно затягивают, а качество стыков проверяют специальным щупом толщиной 0,3 мм, который не должен проходить в стык соприкасающихся элементов на глубину более 20 мм [117, 118]. Анкерные болты фундаментов перед установкой опоры очищают от ржавчины и смазывают солидолом [128].
Установка опор
Установка собранных опор в вертикальное положение выполняется с помощью кранов, тракторов или лебедок [137]. Одностоечные железобетонные опоры высотой до 10–11 метров устанавливают бурильно-крановыми машинами за один проход [92, 138]. Тяжелые металлические и железобетонные опоры высотой до 25 метров устанавливают специальными кранами-установщиками (например, К-ЛЭП-7) без волочения по земле, что исключает образование трещин [92, 94]. В труднодоступных районах (в горах, болотистых местностях) сборку и установку опор производят с помощью вертолетов (МИ-4, МИ-6) [103, 137].
Поднятая опора подлежит обязательной выверке: ее ось должна быть строго вертикальна к поверхности земли, а траверсы — перпендикулярны оси линии (для промежуточных опор) или направлены по биссектрисе угла поворота трассы (для угловых опор) [145, 146]. Отклонения опор от проектного положения не должны превышать строго регламентированных допусков (например, отклонение верха опоры вдоль и поперек линии должно быть не более 30 мм, а разность верхних отметок подножников — не более 20 мм) [117, 127].
6. Требования к монтажу проводов и грозозащитных тросов
Монтаж проводов и грозозащитных тросов является наиболее ответственным технологическим этапом сооружения ВЛ, определяющим электрическую надежность и пропускную способность всей линии [41, 147].
Материалы проводов
Материал проводов должен обладать высокой электрической проводимостью, механической прочностью и стойкостью к химическим воздействиям атмосферы [41]. На воздушных линиях применяют неизолированные однопроволочные и многопроволочные провода из следующих материалов:
- Алюминий (марки А) — обладает хорошей проводимостью, но сравнительно малой механической прочностью, поэтому применяется в основном на линиях напряжением до 35 кВ с небольшими пролетами [41, 42].
- Сталеалюминиевые провода (марки АС, АСУ, АСО) — наиболее распространенный тип проводов для ВЛ всех напряжений [43, 44]. Состоят из стального сердечника, обеспечивающего механическую прочность, и алюминиевых проволок вокруг него, проводящих электрический ток [43].
- Медь (марки М) — обладает наивысшей проводимостью и прочностью, но из-за высокой стоимости и дефицитности применяется крайне редко, преимущественно в специальных сетях [41].
- Сталь (марки ПСО, ПС) — имеет высокую механическую прочность, но низкую проводимость, из-за чего используется лишь для передачи небольших мощностей на короткие расстояния [42].
Раскатка проводов
Раскатка проводов и тросов выполняется двумя основными способами:
- Способ волочения — барабаны с проводами устанавливают на неподвижных раскаточных станках в начале анкерного участка, а концы проводов крепят к трактору и раскатывают вдоль трассы [147, 150]. Этот способ прост и удобен, но сопряжен с высоким риском повреждения провода (истиранием о камни, скальный грунт, пни), что снижает его механическую прочность и увеличивает потери на корону [150]. Раскатку волочением допускается применять только на коротких участках при наличии плотного снежного или травяного покрова [150].
- Способ укладки с барабана — барабаны устанавливают на специальные подвижные раскаточные тележки (сани, кабельные транспортеры), перемещаемые вдоль трассы тяговым механизмом [150, 152]. При движении тележки провод плавно сходит с барабана и укладывается на землю без волочения, что гарантирует его полную сохранность [152]. Этот способ является наиболее прогрессивным и предпочтительным при монтаже ВЛ высоковольтных классов напряжения [152].
В процессе раскатки провода укладывают в специальные раскаточные ролики, временно подвешенные к траверсам опор вместо поддерживающих зажимов [152]. Раскаточные ролики должны быть изготовлены из материала, близкого к материалу раскатываемого провода (для алюминиевых проводов — из алюминиевых сплавов) для предотвращения механических повреждений проволок [156].
Соединение проводов
В процессе монтажа концы отдельных строительных длин проводов должны быть соединены для создания непрерывной электрической цепи [48]. Согласно требованиям ПУЭ, механическая прочность соединения в пролете должна составлять не менее 90% от прочности целого провода, а электрическое сопротивление контактного перехода не должно превышать 120% сопротивления провода аналогичной длины [48]. Контактное соединение должно оставаться стабильным при длительном воздействии механических нагрузок и токов нагрузки [48].
Соединение проводов выполняют следующими методами:
- Скручиванием в овальном соединителе — концы проводов вводят с разных сторон в соединительную трубку (марки СОМ, СОА, СОАС) и скручивают специальным приспособлением на 4–4.5 оборота [48, 57, 159, 160]. Применяется для медных и алюминиевых проводов сечением до 185 мм2 [58].
- Обжатием в овальном соединителе — соединительную трубку обжимают специальными клещами (МИ-19А) или ручным гидропрессом (РГП-7М) в шахматном порядке по нанесенным рискам [160, 161].
- Опрессованием соединителя — для сталеалюминиевых проводов сечением 240 мм2 и более применяют соединители типа САС, опрессовываемые гидравлическими прессами с высоким давлением (ПО-100М) [58, 162]. Сначала опрессовывают стальной сердечник стальной частью соединителя, а затем алюминиевый корпус соединителя опрессовывают поверх стального сердечника [162, 163].
- Термитной сваркой — применяется для соединения проводов в петлях анкерных опор, где провода не испытывают механических тяжений [49, 164]. Сварку выполняют термитными патронами при помощи сварочных клещей [164]. Расплавленный металл прочно соединяет жилы проводов, обеспечивая идеальный электрический контакт [164, 165].
Выполнять более одного соединения проводов в одном пролете не допускается [49]. В переходах ВЛ через инженерные сооружения и водные преграды соединение проводов в пролетах пересечений строго запрещено (провода должны быть цельными) [49].
7. Натягивание проводов и регулировка стрелы провеса
После завершения раскатки и соединения проводов по всему анкерному пролету приступают к их натягиванию и визированию [167]. Натягивание проводов выполняют с помощью тракторов или мощных тяговых лебедок [167].
Величина натяжения провода строго контролируется по величине стрелы провеса (вертикальному расстоянию от линии, соединяющей точки подвеса, до низшей точки провода в пролете) [9, 168]. Необходимая стрела провеса определяется по монтажным таблицам или графикам в зависимости от температуры окружающего воздуха во время монтажа и длины пролета [168, 169]. Натяжение контролируют динамометром или методом визирования [169].
Метод визирования
Визирование является наиболее распространенным и точным практическим методом регулировки стрелы провеса [169]. На двух смежных опорах анкерного пролета устанавливают специальные визирные рейки на расстоянии от траверсы, равном монтажной стреле провеса провода [169]. Монтер, находясь на одной из опор, визирует стрелу провеса: провод натягивают до тех пор, пока его низшая точка в пролете не совпадет с воображаемой линией, соединяющей обе визирные рейки [169, 170]. Для стабильности провод в натянутом состоянии выдерживают в течение 3–5 минут, после чего фиксируют его положение [170].
Фактическая стрела провеса смонтированных проводов не должна отличаться от проектных значений более чем на 5% [174]. Разнобой в стрелах провеса разных фаз в одном пролете допускается в пределах не более 10% от проектного расстояния между ними [174].
После завершения регулировки провода закрепляют в натяжных зажимах на анкерных опорах [170, 171]. На промежуточных опорах провода перекладывают из раскаточных роликов в поддерживающие зажимы гирлянд изоляторов [174]. Перекладку выполняют с помощью телескопических вышек, гидроподъемников или лестниц [175].
8. Монтаж изоляторов и линейной арматуры
Изоляторы и линейная арматура должны выдерживать значительные механические нагрузки от веса проводов, гололеда, ветра, а также обладать высокой электрической прочностью [50, 53].
Монтаж изоляторов
По способу крепления на опорах изоляторы делятся на две группы:
- Штыревые изоляторы (марки ТФ, ШС, ШД) — применяются на ВЛ напряжением до 35 кВ [50]. Изоляторы навертывают на стальные крюки или штыри траверс при помощи пеньки, пропитанной олифой или суриком, либо с использованием специальных полиэтиленовых переходных колпачков [184]. Перед монтажом изоляторы очищают от загрязнений, осматривают на отсутствие трещин и сколов глазури и испытывают мегомметром напряжением 2500 В [103, 149].
- Подвесные изоляторы (марки ПФ, ПС) — применяются на ВЛ напряжением от 35 кВ и выше [50]. Они собираются в гирлянды: поддерживающие (несут только массу провода в пролете) и натяжные (воспринимают полное тяжение проводов) [52]. Количество изоляторов в гирлянде рассчитывают в зависимости от напряжения линии, материала опор и степени загрязнения воздуха [51, 52]. В зонах интенсивного загрязнения применяют специальные грязестойкие изоляторы [52].
При сборке гирлянд тщательно проверяют надежность сопряжения элементов [149]. Все замки изоляторов должны быть выровнены в одну линию, шплинты разведены, а гайки затянуты до упора [149].
Монтаж линейной арматуры
Линейная арматура разделяется на группы по назначению [53]:
- Сцепная арматура (серьги, ушки, скобы, промежуточные звена, коромысла) — служит для подвески гирлянд изоляторов к опорам [53, 60, 61, 62]. Все детали сцепной арматуры изготавливают из ковкого чугуна или стали и обязательно оцинковывают для предотвращения коррозии [53].
- Защитная арматура — защитные кольца и разрядные рога, монтируемые на гирляндах изоляторов ВЛ 220–500 кВ для выравнивания электрического поля и защиты гирлянд от разрушения дугой при перекрытиях [63, 64].
- Защита от механических повреждений — к ней относятся гасители вибрации (типа ГВН), устанавливаемые на проводах вблизи зажимов для поглощения энергии микровибраций провода, возникающих при ламинарном ветре [47, 59, 60]. Без гасителей вибрации провод в месте выхода из зажима подвергается многократным изгибам, что быстро приводит к усталостному излому отдельных проволок [47].
9. Грозозащита и заземление воздушных линий
Атмосферные перенапряжения, вызванные грозовыми разрядами, представляют наибольшую опасность для изоляции воздушных линий [64]. Защита ВЛ осуществляется подвеской грозозащитных тросов, установкой разрядников и обязательным заземлением опор [64].
Грозозащитные тросы
Грозозащитные тросы натягивают вдоль всей трассы над проводами на ВЛ напряжением 110 кВ и выше, проходящих на металлических и железобетонных опорах [66]. Высота подвеса троса выбирается таким образом, чтобы угол защиты (угол между вертикалью, проходящей через трос, и линией, соединяющей трос с крайним проводом) не превышал 20–30° [66]. Для изготовления тросов применяют многопроволочные стальные канаты [42, 55].
Разрядники
Для ограничения грозовых перенапряжений на подходах к подстанциям и в местах пересечений ВЛ с другими линиями устанавливают трубчатые (РТФ, РТВ) или вентильные (РВП, РВС) разрядники [68, 69, 187]. Перед установкой трубчатые разрядники осматривают, проверяют величину внешнего искрового промежутка и устанавливают их таким образом, чтобы зоны выхлопа газов соседних фаз не пересекались [187, 188]. Угол установки трубчатого разрядника к горизонтали должен составлять не менее 15–20° открытым концом вниз для предотвращения скопления влаги внутри трубки [188].
Заземляющие устройства
Заземление опор ВЛ выполняют для обеспечения быстрого стекания токов молнии в землю и снижения потенциала опоры, что предотвращает обратные перекрытия изоляции на провода и защищает людей от шагового напряжения и напряжения прикосновения [65, 70].
Заземляющие устройства состоят из заземлителей (металлических электродов, уложенных в землю) и заземляющих спусков, соединяющих элементы опор с заземлителями [70]. Заземлители делятся на:
- Естественные — железобетонные фундаменты опор, обсадные трубы скважин, имеющие хороший контакт с землей [71].
- Искусственные — вертикальные стальные стержни, трубы или угловая сталь длиной 2.5 метра, забиваемые вертикально в землю, и горизонтальные полосы, соединяющие их в общий контур [71]. Верх вертикальных электродов должен находиться на глубине не менее 0.5 метра от поверхности земли [71].
Сопротивление заземляющего устройства жестко нормируется ПУЭ в зависимости от удельного сопротивления грунта и напряжения линии [72]. Электрические соединения элементов заземления выполняются сваркой внахлест, длина сварного шва должна быть не менее шести диаметров круглого проводника [189, 190]. К металлическим и железобетонным опорам заземляющие спуски крепятся болтами или сваркой, к деревянным опорам — специальными скобами [190].
10. Требования к пересечениям и сближениям ВЛ с сооружениями
Трасса ВЛ часто пересекает различные естественные и искусственные преграды: железные и автомобильные дороги, реки, каналы, линии связи, трубопроводы, а также другие линии электропередачи [11, 73]. Монтаж переходов через преграды является особо сложной и ответственной операцией [178].
На переходах через железные дороги общего пользования и автомобильные дороги I категории опоры ВЛ, ограничивающие пролет пересечения, должны быть анкерного типа, нормальной конструкции [74]. Провода в пролетах пересечений должны иметь двойное крепление на изоляторах [73, 76]. Сечение проводов на переходах жестко регламентировано ПУЭ для предотвращения обрывов: например, при пересечении железных дорог сечение сталеалюминиевого провода должно быть не менее 35 мм2, алюминиевого — не менее 70 мм2 [74].
Минимальные расстояния от проводов ВЛ до различных сооружений при наибольшей стреле провеса составляют [73, 74, 75]:
- До поверхности земли в ненаселенной местности — не менее 6 метров для линий 110 кВ [75].
- До головки рельса железной дороги — не менее 7.5 метров [74].
- До полотна автомобильной дороги — не менее 7 метров [74].
- До проводов пересекаемых линий связи — не менее 1.25 метра (для ВЛ до 1000 В) и не менее 2–3 метров (для ВЛ выше 1000 В) [73, 76].
При параллельном следовании ВЛ с линиями связи расстояние по горизонтали между их осями должно быть не менее высоты наиболее высокой опоры ВЛ [77]. Все монтажные работы на переходах через дороги производятся только по согласованию с эксплуатирующими организациями в периоды кратковременных перерывов в движении транспорта («окон») [158, 178].
Заключение
Монтаж воздушных линий электропередачи — это высокотехнологичный процесс, требующий глубоких инженерных знаний, строгого производственного контроля и применения современных высокопроизводительных машин и механизмов [4, 5, 86]. Высокое качество строительно-монтажных работ, строгое соблюдение требований Правил устройства электроустановок (ПУЭ) и технологических карт гарантируют безаварийную работу линий электропередачи в течение десятков лет, обеспечивая стабильное снабжение потребителей качественной электрической энергией в любых климатических условиях [6, 8, 46].
Практические и теоретические требования, изложенные в классическом учебном пособии Ф. А. Магидина и А. Г. Берковского «Устройство и монтаж воздушных линий электропередачи», остаются надежным фундаментом для подготовки квалифицированных специалистов линейщиков и успешной реализации проектов любой степени сложности в современном сетевом строительстве [1, 5].
Источник: Магидин Ф. А., Берковский А. Г. Устройство и монтаж воздушных линий электропередачи: Учебное пособие для профессионально-технических учебных заведений и подготовки рабочих на производстве. — М.: Высшая школа, 1971. — 352 с. [1]
Консультация по строительству ВЛ
Требуется профессиональный монтаж или проектирование воздушных линий электропередачи? Оставьте заявку, и наши инженеры свяжутся с вами для обсуждения деталей.




